PARA SABER MÁS SOBRE... "ÉRASE UNA VEZ EL AIRE" - Francisco Vinagre Arias

ESTE LIBRO YA HA SIDO ADQUIRIDO POR LAS SIGUIENTES UNIVERSIDADES:

EN ESTE LIBRO PUEDES ENCONTRAR RESPUESTA A PREGUNTAS COMO:

1. ¿Por qué una infección de garganta puede afectar al oído?
2. ¿Por qué algunas personas al viajar en avión a gran altitud se marean o tienen zumbidos en los oídos y cómo puede evitarse?
3. ¿Por qué se siente frío al salir de la ducha, y por qué muchas cremas cosméticas provocan sensación de frescor?
4. ¿Cuándo es mejor hacer deporte en un día con humedad relativa alta o en otro día con humedad relativa baja?
5. ¿Cómo se podría obtener agua del aire si estamos perdidos en una región inhóspita?
6. ¿Cuál fue el gran paso en la evolución celular que ocurrió hace unos 2100 millones de años?
7. Durante el invierno, una persona está en una ciudad cuya temperatura es 2º C, y otra persona se encuentra en otra ciudad a la misma temperatura, pero en la segunda ciudad el aire es más húmedo. Si ambas personas están igualmente abrigadas, y las dos tienen una composición de grasa corporal similar, ¿cuál pasará más frío y por qué?
8. ¿Por qué la presión atmosférica es muy importante para nuestra existencia en el planeta?
9. ¿Por qué se enfrío el planeta Marte?
10.  ¿Qué ocurriría si los casquetes polares de la Tierra se fundieran totalmente?
11. ¿De qué están compuestas las nubes del planeta Venus?
12. En las misiones espaciales largas, ¿qué tienen que tener en cuenta los ingenieros constructores de la nave para que la tripulación pueda respirar sin problemas?
13. Hay un lugar en las isla de Java al que llaman el Valle de la Muerte, ¿por qué?
14.  ¿Por qué al entrar en un coche que ha estado aparcado al sol, la temperatura en su interior es más alta que la que hay en el ambiente exterior?
15. ¿Por qué en los climas desérticos muy secos puede aumentar mucho la temperatura ambiente de día y descender bastante de noche?
16.  ¿Por qué el cielo es de color azul?
17.  ¿Por qué en muchas ocasiones al atardecer y al amanecer vemos rojo el cielo en el horizonte y que influye en que sea más o menos rojizo?
18. ¿Cuándo se produce un envenenamiento por monóxido de carbono, cómo interacciona dicho gas con la hemoglobina los glóbulos rojos de nuestra sangre, qué consecuencias tiene, y por qué cuando hace 20 ó 25 años estaba permitido fumar durante un examen, esto no era beneficioso desde el punto de vista intelectual?

1. ¿Por qué es ácida el agua de un lago cercano a una central térmica y que consecuencias puede tener sobre la vida acuática en ese lago?

20. ¿Qué influencia tiene la lluvia ácida sobre el contenido de ion calcio en el suelo y cómo puede afectar esto a la vida de animales como los caracoles y los pájaros que se alimentan de ellos?
21. ¿Cómo se puede saber entre dos petróleos de procedencia diferente, cuál será el más antiguo? 
22. ¿Por qué el agua de lluvia normal es un poco ácida, y a qué se debe que una tormenta pueda ser la responsable de acidez en las gotas de lluvia?
23. ¿A qué terreno daña más la lluvia ácida a uno calizo o al que es abundante en silicatos?
24. ¿Por qué el fosgeno se utilizó como arma química en 1915, durante la 1ª Guerra Mundial y por qué razón física no resultaba efectivo si los soldados llevaban máscaras antigas?
25. ¿Qué es el gas de la risa, que uso medicinal tenía y para que lo usaban en la industria de la leche?
26. ¿Por qué se han producido muertes debidas al nitrato amónico, y a que se debe la peligrosidad de este compuesto?
27. ¿Qué uso medicinal tenía el cloroformo,  por qué podía ejercer esta función, en qué lugares era más apropiado emplearlo, y por qué dejó de usarse para esa aplicación?
28. ¿En qué consiste la enfermedad Xeroderma Pigmentosum, por qué se produce y en que consiste la fotorreactivación?
29. ¿Por qué las ovejas del sur de Chile son ciegas?
30. Desde el punto de vista de nuestra salud, ¿por qué es más conveniente usar escayola o yeso como material de construcción a la hora de lucir una pared que usar cemento y que inconveniente tiene el uso de granito en la edificación?
31. El tabaco es cancerígeno por varias razones, una de ellas es que es “radiactivo”, ¿qué contienen las hojas del tabaco para que se comporte emitiendo radiación?
32. Si se respirara el aire de una habitación contaminada con el humo de 4 cigarrillos ¿en cuanto aumenta la probabilidad de que tengamos un cáncer de pulmón?
33. ¿Cuál fue el gas que sustituyó al hidrógeno de los dirigibles, y cuáles son las ventajas y desventajas de dicho gas respecto al hidrógeno?
34. ¿Qué componentes tienen los desatascadores de cañerías y por qué deshacen la obstrucción de la tubería?
35. ¿Por qué es más conveniente abrir puertas que ventanas, y regar el suelo con agua cuando en una casa hay un escape de gas butano?
36. Al utilizar ciclopropano como anestésico en un quirófano ¿que precauciones debe tomar el equipo médico que participa en la operación?
37. ¿Por qué el heno húmedo acumulado en un granero puede provocar un incendio espontáneo sobre todo en verano?
38. ¿Por qué cuando se rompe un termómetro hay que tratar de recoger todo el mercurio derramado, cómo puede hacerse y por qué el mercurio es tóxico?
39. Cuando una bombona para el calentador de agua se va a colocar en una terraza al aire libre, ¿qué interesa más y por qué, que sea de butano o de propano?
40. ¿Por qué era peligroso cortarse con un tubo fluorescente roto fabricado en las décadas de los años 60 y 70 del siglo XX?
41. ¿Qué es el “hielo seco” y qué ventajas tiene respecto al hielo normal cuando hay que conservar alimentos?
42. ¿Por qué se puede usar la levadura para hacer pasteles para apagar una sartén con aceite hirviendo?
43. ¿Qué es el hematocrito?
44. Al estar pescando en verano, ¿en qué lugares de un río es más probable encontrar a los peces y por qué?
45. ¿Por qué no es conveniente que los abonos de tierras agrícolas terminen en los ríos?
46. Algunos fosfuros metálicos van en la composición de polvos que en ciertos países se permiten su uso contra los roedores ¿por qué es peligroso que dichos fosfuros entren en contacto con el agua?
47. ¿Por qué mamíferos marinos como las ballenas resisten mucho más tiempo que las personas sumergidas bajo el agua?
48. Si una persona está sumergida a 20 metros, ¿cuántas veces es mayor, respecto a la respiración en superficie, la presión parcial de los gases que respira de la botella y por qué?
49. ¿Por qué es difícil respirar por la boca mediante un tubo cuyo otro extremo sale al exterior, si se está sumergido bajo el agua, en posición tendida y a una profundidad de 60 centímetros?
50.  Cuando una persona viaja hasta una ciudad situada a gran altitud en comparación con el lugar en el que vive normalmente, ¿cómo reaccionará su organismo para adaptarse a las nuevas condiciones de oxígeno atmosférico que se dan al nuevo sitio al que llega?

Y EN ESTE LIBRO ENCONTRARÁS RESPUESTAS A MUCHAS PREGUNTAS MÁS.

AVANCE DE ALGUNOS FRAGMENTOS DEL LIBRO

LA ATMÓSFERA

1.  El nacimiento de la atmósfera en la Tierra.

    Estamos rodeados de una atmósfera compuesta de una mezcla de gases a la que llamamos aire, y donde los componentes mayoritarios son el nitrógeno(1) y el oxígeno(2). Esta capa gaseosa determina nuestro clima y mantiene la vida. La Tierra se originó como consecuencia de la condensación del polvo cósmico y de gases interestelares. Durante millones de años fue consolidándose la corteza terrestre y la atmósfera primitiva se fue formando con los gases desprendidos del interior de la Tierra. En aquel entonces era una atmósfera reductora, sin oxígeno, donde ocurrieron reacciones químicas favorecidas por las descargas eléctricas, por el calor procedente de las erupciones volcánicas y por el aporte energético de la luz del Sol. Al descender la temperatura, el vapor de agua se condensó y se originaron los océanos. Así, se hizo posible la formación de compuestos sencillos como el ácido cianhídrico(3) y el metanal(4), a partir de los cuales se pudieron formar aminoácidos(5).
Los océanos se fueron enriqueciendo de moléculas orgánicas, que al unirse entre ellas originaron polímeros precursores de biomoléculas.
Así, aparecieron polisacáridos, péptidos y oligonucleótidos que nos llevaron hasta ácidos nucleicos. Estos últimos se autoduplicaron por (...)

2.1. La presión atmosférica.

Los gases ejercen una presión sobre cualquier superficie con la que estén en contacto. Por tanto, la atmósfera ejercerá una presión sobre la superficie del planeta, ya que la Tierra atrae a todos los cuerpos con una fuerza llamada peso(19), dirigida verticalmente hacia su centro, y que disminuye con la altura.
La atracción gravitatoria terrestre es suficiente para que haya gases que queden retenidos a su alrededor, y se origine la atmósfera. Esta capa es más tenue a medida que nos alejamos de la Tierra, ya que hay menos moléculas de gas. El peso de la masa total de aire sobre un punto (con una determinada superficie), se llama presión atmosférica.
La existencia de la presión atmosférica se puede comprobar con experimentos muy sencillos. Así, si sobre un vaso que rebosa agua colocamos un cartón o un carnet de identidad, de forma que no entre aire, al dar la vuelta al vaso, el agua no se vierte ya que la presión que ejerce la atmósfera es mayor que la que realiza el líquido que hay dentro del vaso. La presión atmosférica hace que el cartón se mantenga sujeto.
Si se coloca un huevo cocido (sin cáscara) en la boca de un recipiente, de diámetro más pequeño que el del huevo (puede servir un matraz de laboratorio o incluso una botella de vidrio), se introduce papel y se le prende fuego, se observa que al taparlo con el huevo, éste pasará hacia el interior del recipiente como impulsado por “una fuerza misteriosa”. La presión interior se reduce porque al calentarse el aire,  se produce una disminución de la densidad de éste, por consiguiente la presión atmosférica del exterior es la que empuja al huevo que acaba siendo succionado. Al ser de naturaleza más elástica que las paredes de vidrio del recipiente, el huevo cede ante ese empuje.
Es difícil precisar dónde termina la atmósfera, ya que los átomos y moléculas de gas de las capas más altas de la atmósfera están más separados entre sí, que los más cercanos a la superficie de la Tierra. Por tanto, no hay un límite definido en la atmósfera, a partir del que no existe ya ninguna partícula de gas (...)

EL DIÓXIDO DE CARBONO

DE LA ATMÓSFERA

1.  La influencia de la atmósfera sobre el clima.

    La atmósfera es indispensable para mantener una temperatura moderada para que sea posible la vida sobre la superficie del planeta. Los dos componentes de la atmósfera de mayor importancia para el mantenimiento de la temperatura sobre la superficie terrestre son el vapor de agua y el dióxido de carbono.

El planeta Tierra está en equilibrio térmico con el ambiente que le rodea, ya que irradia energía al espacio a una velocidad igual a la que absorbe energía solar. El Sol es la fuente de luz y calor para nuestro planeta. La temperatura de la Tierra depende de la radiación solar que le llega. Una parte de la radiación que incide sobre el planeta(43) consigue entrar en la atmósfera terrestre, el resto es reflejada por la atmósfera al espacio. A su vez, una cuarta parte de la radiación que ha penetrado es absorbida por los gases que la forman, por tanto la atmósfera se calienta (el color azul(43) del cielo resulta de la dispersión de la luz del Sol por las moléculas de aire). Aproximadamente un 54% de la radiación inicial llega a calentar la superficie terrestre y los océanos (...)

EL MONÓXIDO DE CARBONO,
UN GAS TÓXICO

1. Contaminación por monóxido de carbono.

    El calentamiento terrestre está relacionado con la cantidad de dióxido de carbono que hay en la atmósfera, sin embargo un problema medioambiental relacionado con el monóxido de carbono es la contaminación del aire. El gas monóxido de carbono(58), es incoloro e inodoro, que se forma en la combustión incompleta de combustibles fósiles y por algunos procesos industriales. En la combustión del carbón o de la madera, además de dióxido de carbono y agua, es inevitable(59) que se produzca monóxido de carbono. Cada año, las actividades humanas pueden introducir, mínimo, unos 1500 millones de toneladas de monóxido de carbono en la atmósfera de la Tierra, al que además hay que sumar el procedente de fuentes naturales (...)

GASES PRODUCTORES
DE LLUVIA ÁCIDA

1. La producción de lluvia ácida.

    El agua pura es neutra (es decir tiene un pH de 7, a 25ºC), pero no ocurre lo mismo con el agua de lluvia, que es ácida (su pH es inferior a 7). El pH del agua de lluvia natural debe ser aproximadamente 5,6 debido a que contiene principalmente ácidos débiles. El agua de lluvia natural contiene el ácido carbónico, que procede de la disolución en agua del gas dióxido de carbono atmosférico(64).
Algunos constituyentes importantes de la Troposfera que se encuentran en pequeñas proporciones, pasan a tener concentraciones mucho más elevadas en ciertas áreas, desempeñando entonces un importante papel como contaminantes del aire. La mayor parte de éstos se forma como resultado directo o indirecto del amplio uso que hacemos de las reacciones de combustión.
Hay compuestos que contienen azufre en la atmósfera natural no contaminada, como consecuencia de la descomposición de materia orgánica  por  bacterias o debido  a gases volcánicos (...)

EL OZONO Y EL RADÓN

1. El “escudo” de ozono.

    Más allá de la Estratosfera hay una pequeña fracción de la atmósfera que juega un papel muy importante en la determinación de las condiciones de vida en nuestro planeta. Esta capa superior constituye la barrera de defensa contra el peligro de radiación externa y de partículas de alta energía, que bombardean de forma continua al planeta. Estas moléculas y átomos de las capas altas de la atmósfera experimentan cambios químicos muy importantes para nosotros.

El Sol emite radiaciones dentro de un amplio margen de longitudes de onda. Cuanto menor es la longitud de onda, más energética es la radiación(82). Así, los rayos ultravioletas de onda corta tienen suficiente  energía como para provocar rupturas de enlaces químicos. Uno de los procesos que ocurre en la atmósfera superior es la disociación(83) de la molécula de oxígeno en átomos, como consecuencia de la absorción de fotones de luz. Precisamente, las estructuras externas de antiguas estaciones espaciales han estado (...)

 ALGUNAS SUSTANCIAS PELIGROSAS

 
1.El hidrógeno como combustible.
 
En la atmósfera, el hidrógeno molecular forma parte de ella en una proporción muy pequeña en comparación con el resto de componentes. Si este gas fuera más abundante, tal que su proporción en volumen fuera superior al 4%, la mezcla de hidrógeno y oxígeno sería potencialmente explosiva(115). En las mezclas con esta proporción de hidrógeno, basta la energía de una cerilla encendida o la que proporciona un trozo de metal al rojo vivo, para que se inicie la combustión en el cuerpo caliente y se propague inmediatamente a toda la mezcla, originando explosión.
El hidrógeno molecular es un gas ligero, debido a su pequeño peso molecular. Esto le permitía ser usado para inflar globos y dirigibles, sin embargo, tras el desastre del “Hindenburg” en 1937, el hidrógeno fue sustituido por el gas helio. Este gas noble de menor poder ascensional (su peso molecular es doble que el del hidrógeno), tiene la ventaja de no ser inflamable (...)

EL AIRE LÍQUIDO: FUENTE DE GASES.

1. Las moléculas de gases en estado líquido.

    Las moléculas de un gas se mueven en función de su energía cinética y ésta depende de la temperatura a la que esté el gas, esto hace que tiendan a separarse, superando la fuerza atractiva de cohesión entre ellas (que es función de su mutua distancia). Así, los líquidos se evaporan cuando el movimiento térmico supera estas fuerzas de atracción entre moléculas y la presión de vapor de una sustancia determinada se incrementa cuando aumenta la temperatura.  Por tanto, para que un gas se licue, han de igualarse la fuerza atractiva y la fuerza dispersiva, y esto se consigue enfriando el gas, entonces la fuerza dispersiva que tiende a separar las moléculas será menor, ya que éstas se mueven con menos velocidad. Si el gas se comprime, la separación media entre las moléculas se hace más pequeña y por consiguiente, también aumentan las fuerzas de cohesión entre ellas.
En algunas casas tienen la bombona de gas para el calentador de agua en las terrazas. Cuando la temperatura ambiente es baja, si la botella  es de gas butano, el calentador enciende peor e incluso a veces (...)

AIRE EN EL AGUA

1. Influencia de la presión en la solubilidad de los gases en el 
                                 agua.

    Un gas se disuelve mejor en un líquido cuanto mayor es la presión del gas sobre dicho disolvente. Cuando la presión aumenta, también lo hace la velocidad a la que las moléculas del gas entran en el líquido. La presión del gas está directamente relacionada con los choques que efectúa el gas sobre el líquido. Por tanto, hay una relación directamente proporcional entre la solubilidad del gas y su presión(154) sobre el disolvente. Cuando las moléculas de gas chocan con el líquido, se abren paso a través de él, de la misma forma que los meteoritos cuando caen en el mar. Como el número de choques será mayor con el aumento de la presión, de ahí que la solubilidad del gas se incremente con la presión.
Como el aire es una mezcla de gases, entonces la solubilidad de cada uno de sus componentes, depende de su presión parcial. La naturaleza del gas (su peso molecular y estructura química), así como también del líquido, además de la temperatura, serán los factores que influyen en la facilidad con que el gas se disuelve (...)

SEGUNDA PARTE DEL LIBRO

Glosario de términos y explicaciones científicas

(28) Radiación cósmica y aurora boreal en Ionosfera: Con el nombre de radiación cósmica se denomina a unas partículas, que generalmente son núcleos de átomos cargados positivamente, que nos llegan desde fuera de la Tierra (procedentes del espacio exterior). Al chocar estas partículas con los núcleos atómicos de las moléculas de los gases que componen el aire (sobre todo en las capas superiores de la atmósfera, a alturas de unos 20 Km), se producen partículas nucleares llamadas piones (mesones p), que se descomponen rápidamente en otras partículas de nombre muones (mesones m), y estas a su vez, al descomponerse originan los electrones.
    La radiación cósmica del espacio exterior antes de llegar a la atmósfera es una radiación primaria que consta fundamentalmente de protones (aproximadamente un 80%) y partículas tipo a (un 20%). Estas partículas tienen una energía muy elevada, de forma que a su paso a través de la atmósfera, estas partículas primarias interaccionan con los núcleos del nitrógeno y oxígeno del aire y originan  radiación de fotones g, y además se forman electrones, neutrones, mesones y otras partículas que es lo que constituye la radiación secundaria. La radiación cósmica debida a partículas positivas que inicialmente llegan de forma uniforme procedentes de todas las direcciones del espacio, son desviadas por el campo magnético terrestre, de tal modo que en la superficie de la Tierra llegan en mayor proporción desde el oeste. 
    Los polos terrestres reciben mayor flujo de radiación cósmica que las zonas del ecuador, ya que dicha radiación es desviada por el campo magnético terrestre. Por tanto, la intensidad de la radiación cósmica recibida en un lugar al nivel del mar, aumenta con la latitud a partir del ecuador, pero todavía es mayor el efecto de la altura sobre el nivel del mar pues aumenta la exposición, al disminuir la protección que nos ofrece la capa de aire. Así, una persona que viva a 3000 m de altitud recibe del orden de seis veces más radiación cósmica, por año, que un individuo que vive al nivel del mar, por eso aquellas aldeas de sherpas del Tibet que se encuentran a altitudes de más de 4000 m reciben dosis de hasta 600 mrem/año, mientras que al nivel del mar la dosis anual media es del orden de 50 mrem. También los pasajeros de aviones comerciales que vuelan a cotas superiores a 10000 m, suelen absorber dosis del orden de 0,26 mrem por hora de vuelo, de ahí que la tripulación de aviones puede absorber al año una dosis superior a la que absorbe una persona normal.
También esquimales y suizos están sometidos a mayor intensidad de la radiación cósmica que nosotros, unos por la excesiva latitud, y los otros por la altura sobre el nivel del mar. Hay que decir que los efectos de la radiación para un valor de dosis dependen de la velocidad con que se ha absorbido, así mientras 300 mrem absorbidos en una hora puede tener efectos letales, sin embargo a lo largo de todo un año probablemente no determinen ningún efecto detectable (...)

(37) La evaporación es endotérmica: El calor molar de vaporización de un líquido es la cantidad de calor que se debe suministrar a un mol de líquido en su punto de ebullición para transformarlo en vapor, sin que haya cambio de temperatura. Por tanto, como es calor que se suministra, de ahí que sea endotérmica. Los calores de vaporización también se pueden expresar en calorías por gramo (cal/g) o en julios por gramo (J/g). Aproximadamente, unas 540 calorias por cada gramo de agua líquida que se evapora es su calor latente de vaporización en el punto de ebullición.
    Los calores de vaporización son un reflejo de la fortaleza de las fuerzas intermoleculares, así tienen un valor más elevado cuanto más intensas sean dichas fuerzas, mayor sea la temperatura de ebullición, y al mismo tiempo menor sea la presión de vapor. El elevado calor de vaporización del agua, se debe principalmente a los enlaces por puente de hidrógeno que se dan entre las moléculas de agua. Esto hace que sea eficaz como refrigerante, y en forma de vapor como fuente de calor.
El agua al igual que los demás líquidos se puede evaporar por debajo de su punto de ebullición, así el agua de la transpiración es un refrigerante efectivo para nuestros cuerpos. El valor del calor de vaporización del agua a 37 ºC (nuestra temperatura corporal), es  2,41 kJ/g , mayor aún que su valor a 100 ºC (2,26 kJ/g). Nos sentimos más frescos en una corriente de aire ya que el sudor se evapora rápidamente, eliminándose así calor más deprisa.

(153) Combatir el fuego: Cuando algo está ardiendo nos encontramos ante un ejemplo de reacción rápida altamente exotérmica (se libera calor). Dos productos comunes en la reacción de combustión son el dióxido de carbono y el vapor de agua (ver término nº 122 del glosario), ambos incombustibles, pero estos gases se dilatan al calentarse, y por consiguiente, se hacen más ligeros de forma que estos productos de la combustión no se quedan junto a la llama sino que inmediatamente ascienden siendo desplazados por aire frío (recordemos que en aquellas películas de la época en que se usaban lámparas de petróleo para alumbrarse, para apagarlas las soplaban por arriba, así se conseguía que el CO2 y el vapor de agua que se estaban desprendiendo volvieran hacia la llama impidiendo que ésta recibiera aire y dejaba de arder.
Un fuego necesita tres cosas para mantenerse: el combustible, el oxígeno y calor (o una descarga eléctrica) para iniciarse. Por tanto, los bomberos para disminuir la reacción de combustión y acabar deteniendo un fuego usan principios básicos de cinética química, así deben tratar de:
1. Eliminar el combustible, uno de los reactivos de la reacción de combustión: abrir cortafuegos en el caso de fuego en hierba y bosques, y si se trata de un gas hay que taponar o cortar el conducto por el que sale, etc.
2. Eliminar el suministro de aire ya que el oxígeno es otro de los reactivos de la reacción de combustión: cubrir el fuego con espuma, dióxido de carbono, arena, líquidos contraincendios, etc. En las cocinas suele ser muy común que se queme el aceite, para esto es muy útil disponer de bicarbonato sódico ya que al echarlo sobre el fuego se descompone produciendo CO2 que cubre el fuego impidiendo que el oxígeno llegue hasta él, y por tanto esta sustancia ayuda a sofocar las llamas, así la reacción de descomposición es:
2 NaHCO3(s)                Na2CO3(s)  +   H2O(l)  +  CO2(g)
3. Eliminar calor: usando agua fría o nieve carbónica ya que estas sustancias para pasar a fase vapor absorben gran cantidad de energía del cuerpo que se está quemando; esto disminuirá la temperatura y disminuye la velocidad de la combustión. Además, tanto el vapor de agua como el dióxido de carbono gas rodearán al cuerpo que arde, desplazando al aire y esto facilita que la combustión cese. 
No se debe usar agua en los incendios de petróleo, gasolina, éter y otros combustibles no miscibles en el agua y que flotan sobre ella (el fuego no se apagaría y tendería a extenderse). Tampoco hay que emplear agua en incendios provocados por aparatos eléctricos para evitar electrocuciones.

165) El aire que toma un buzo debe estar a una presión igual a la del agua que le rodea: Supongamos que un buzo se encuentra a 8 m de profundidad (estaría sometido a una presión de 1,8 atm), y que subiera rápidamente a la superficie (donde la presión es 1 atm), el descenso en la presión debido al cambio de profundidad sería:
1,8 atm – 1,0 atm = 0,8 atm
Al llegar este hombre a la superficie, por haber disminuido la presión, el volumen de aire atrapado en sus pulmones habría aumentado 1,8 veces, ya que la presión se ha reducido en ese factor, pues es el resultado de la relación de presiones:
Presión en profundidad / Presión en superficie = (1 + 0,8) atm/1 atm = 1,8

    Esa rápida expansión del aire puede romper fatalmente las membranas de los pulmones. Como el aire se expande en los pulmones, es forzado dentro de los vasos sanguíneos y capilares. Las burbujas de aire formadas de esta forma pueden impedir que la sangre fluya con normalidad al cerebro. Al ocurrir esto, el buzo podría desmayarse antes de llegar a la superficie. La terapia para el embolismo aéreo es la recompresión, que es colocar a la víctima en un depósito lleno con aire comprimido. Así, las burbujas en la sangre pueden recomprimirse poco a poco hasta convertirlas a un tamaño inofensivo, pero este proceso es doloroso y puede durar bastante tiempo, incluso hasta un día entero.
Nuestros organismos funcionan mejor cuando el O2 que respiramos está a una presión de unas 0,21 atmósferas, que es la presión parcial del O2 en el aire. Al nivel del mar, la composición del aire en volúmenes es aproximadamente de un 21 % de O2 y un 79 % de N2 , por tanto cuando un buzo se sumerge debe cambiar la composición del aire que respira, ya que a medida que va alcanzando mayor profundidad soporta mayor presión.
La presión parcial del oxígeno se puede calcular como:
PO2 = XO2  . PT    =     nO2        .  PT
nO2 +  nN2

    Recordemos que el volumen es directamente proporcional al número de moles de gas presente, y que a temperatura y presión constante se puede escribir:

PO2 =    VO2      .  PT
VO2 + VN2

A una profundidad de 10 m (donde la presión total es de 2 atm), el contenido de O2 en el aire que se respira se debe reducir aproximadamente al 10,5% en volumen, porque de esta forma se puede mantener la misma presión parcial de 0,21 atm para el O2 , que es la que tiene este gas cuando constantemente respiramos aire, veámoslo sustituyendo estos datos de presiones en la ecuación anterior:

0,21 atm  =      VO2      .  2
VO2 + VN2

Si ahora se despeja la relación de volúmenes:

  VO2       =   0,21  = 0,105   
VO2 + VN2      2

    El resultado obtenido nos está diciendo que el volumen de O2 ha de ser 0,105 veces el volumen total, es decir que haciendo el 10,5% al volumen total se averigua el volumen de O2 que hay en la mezcla gaseosa que forma el aire de una botella para que un buzo respire a una profundidad de 10 metros.
Cuando la presión parcial del N2 excede de 1 atm, entonces una cantidad significativa de este gas se disuelve en la sangre y provoca el efecto conocido como narcosis del nitrógeno. Por ello, a menudo, se utiliza gas He para diluir el O2 , ya que el helio es un gas inerte mucho menos soluble en la sangre que el N2 y no produce ningún efecto narcótico.

(166) Hematocrito: La sangre es una suspensión de eritrocitos, leucocitos y plaquetas en una solución de proteínas, electrolitos y diversas sustancias orgánicas e inorgánicas. El volumen de sangre de un adulto, en litros, se puede calcular de forma aproximada haciendo el 8% sobre el valor de su peso en kg. Las células constituyen cierto porcentaje del volumen total de la sangre. Precisamente, el hematocrito, es el volumen porcentual de eritrocitos compactados después de que a una muestra de sangre entera se la someta a centrifugación. El valor promedio del hematocrito para un adulto sano es aproximadamente del 45%, mientras que para una mujer adulta normal el valor promedio es del orden del 42%, aunque en las personas se consideran como valores normales los que oscilan en el intervalo entre el 40 y el 45%. La fracción corpuscular de la sangre que suele constituir aproximadamente del 40 al 45% del volumen total de la sangre son: los eritrocitos, los glóbulos blancos y las plaquetas. Los eritrocitos constituyen más del 99% del volumen de la fracción corpuscular, mientras que los glóbulos blancos y las plaquetas juntos representan  menos del 1%. La composición de la sangre se modifica (y por tanto puede cambiar el hematocrito) durante las enfermedades y también por otros diversos factores que están relacionados con los individuos como pueden ser sus orígenes, hábitos y ambiente en que estos viven.

(168) Cálculo de la presión que soporta sobre su pecho una persona que bajo el agua intenta respirar a través de un simple tubo: Los datos expresados en la narrativa, para respirar tendidos bajo el agua y a una profundidad de 60 cm nos están diciendo que el torax está soportando una presión de 1,06 atm, mientras que desde dentro del torax por parte de los pulmones el aire normal presiona con 1 atm, por tanto el exceso de presión es de 0,06 atm, y si ahora transformamos este valor en unidades de N/m2 tendremos:
Si 1 atm equivale a 101325 N/m2
Por tanto, 0,06 atm equivaldrán a z N/m2
Es decir: z = 0,06 . 101325 = 6079,8 N/m2.
Sabiendo que 1kp = 9,8 N , y que 1 m2 = 100 dm2 , se puede hacer la transformación del anterior resultado a unidades de kp/dm2:
6079,8 N/dm2 = (6079,8 N/m2) . (1 kp/9,8 N) . (1 m2/100 dm2) = 6,204 kp/dm2
Considerando que la superficie promedio del torax de un individuo de tipo medio oscila entre los 3 y 4 dm2, el resultado obtenido anteriormente nos dice que al respirar mediante el tubo la persona está soportando sobre su pecho un peso aproximado de 18,6 kg si se escoge 3 dm2 como valor de superficie o de 24,8 kg si se hubiera tomado 4 dm2 como valor del área de su torax, y en estas condiciones la respiración ya se hace muy dificultosa, de forma que al cabo de los 3,5 minutos se empieza a tener problemas.