El ejercicio más frecuente es calcular la presión parcial del oxígeno soportada por un buceador teniendo como datos de partida el porcentaje de O2 en la mezcla y la profundidad de la inmersión:
DATOS: Inmersión en mar, botella cargada con aire normal (21%O2) y profundidad de la inmersión 30 metros.
SE PIDE: Calcular la presión parcial del O2
RESOLUCIÓN: Lo primero que debemos calcular es la presión absoluta soportada por el buceador a 30 metros de profundidad = (3 bares de presión hidrostática + 1 bar de presión atmosférica) = 4 bares
Finalmente calculamos la presión parcial del oxígeno (ppO2) que será el 21% de 4 bares = (21/100)*4 bares = 0,84 bares
Podemos hacer el ejercicio a la inversa lo que nos permite un mejor manejo de los cálculos
DATOS: Presión parcial del oxígeno 0,84 bares y porcentaje en la mezcla de aire 21%
SE PIDE: Calcular la profundidad en el mar para alcanzar dicha presión parcial
RESOLUCIÓN: Para la resolución observamos el método empleado anteriormente, en el que simplemente multiplicamos el %O2 por la presión absoluta (PA) a la profundidad de la inmersión y obteníamos la presión parcial ppO2, es decir:
ECUACIÓN: (%O2 /100) x PA = ppO2
DONDE:
%O2 :contenido de oxígeno en la mezcla de aire, en tanto por ciento
PA: presión absoluta, en bares
ppO2: presión parcial del oxígeno, en bares
DONDE:
%O2 :contenido de oxígeno en la mezcla de aire, en tanto por ciento
PA: presión absoluta, en bares
ppO2: presión parcial del oxígeno, en bares
En el primer caso son conocidos %O2 y PA calculando la ppO2
En el caso que nos ocupa conocemos la ppO2 y el %O2, calculando la PA y a partir de esta la profundidad.
Planteamos la ecuación (21/100) x PA = 0,84, despejamos la PA
PA = 0,84 / (21/100) = 0,84/0,21 = 4 bares de presión absoluta
Como un bar de presión corresponde a la atmosférica nos quedan 3 bares que corresponden a la columna de agua soportada (hidrostática) y como sabemos que cada 10 metros es 1 bar de presión: 3 bares x 10 m/bar = 30 metros de profundidad
El último ejercicio de este apartado consiste en calcular que contenido de oxígeno en la mezcla de aire deberíamos respirar en superficie para soportar la misma presión parcial que en la inmersión
DATOS: Inmersión en mar, presión parcial soportada 0,84 bares
SE PIDE: Calcular el %O2 en la mezcla de aire de nuestra botella para que respirando en superficie alcancemos la misma presión parcial de 0,84 bares
RESOLUCIÓN: Volvemos a plantear la misma ecuación (%O2 /100) x PA = ppO2
En este caso la incógnita es el %O2 y conocemos la PA que en superficie coincide con la presión atmosférica 1 bar y conocemos asimismo la ppO2 0,84 bares, por lo tanto disponemos la ecuación
(%O2/100) x 1 bar = 0,84 bar, despejamos la incógnita (%O2/100) = 0,84 / 1 = 0,84, luego %O2 = 0,84 x 100 = 84%
EJERCICIO DE REPASO
ENUNCIADO/DATOS: Calcular el contenido en oxígeno (%O2) en la mezcla de aire de nuestra botella para que respirando en superficie soportemos la misma presión parcial de oxígeno (ppO2) que buceando a 38 metros en mar con aire normal (21%O2)
RESOLUCIÓN:
Lo primero que debemos calcular es la presión parcial (ppO2) a 38 metros respirando una mezcla de aire con un contenido en oxígeno del 21%.
Sabemos que a 38 metros de profundidad en el mar soportamos una presión absoluta (PA) de 4,8 bares.
ECUACIÓN: (%O2 /100) x PA = ppO2
(21/100) x 4,8 bar = 1,008 bar, es decir 1 bar
Para saber el contenido de oxígeno (%O2) en la mezcla respirada en superficie volvemos a plantear la ecuación con los datos conocidos y despejamos la incógnita:
(%O2 /100) x PA = ppO2
Tenemos (%O2/100) es la incógnita, PA, presión absoluta en superficie 1 bar, ppO2 = 1 bar
Despejamos (%O2/100) = ppO2 / PA = 1 bar / 1 bar = 1, por lo tanto %O2 = 1 x 100 = 100%
Deberíamos respirar oxígeno al 100%
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