Autores: Diogo de O. Bagatin, Mariana P. Haueisen, Raphaela A. Duarte Silveira, Fernanda Cabral Jeronimo, Aline Pereira Costa e Douglas F. Peiró
Mergulhadores se segurando em uma estrutura de naufrágio contra uma correnteza. Notem as bolhas dos mergulhadores sendo levadas para trás. Fonte: Camila Barreto/Barracudas Imagens.
A água é um elemento fundamental para manutenção da vida e ela está presente nos mais variados ambientes de nosso planeta, e para os mergulhadores ela também passa a ser um habitat. Ao visitarmos o mundo subaquático, viveremos um determinado tempo das nossas vidas embaixo da água e precisaremos nos deslocar nesse ambiente, algumas vezes, por longas distâncias. Por isso, entender sobre as propriedades da água e como isto nos afeta, assim como treinar habilidades aquáticas e saber aplicá-las durante os mergulhos são itens essenciais na formação de mergulhadores. Com essas práticas, o mergulho fica ainda mais relaxante e agradável.
SÓLIDO, LÍQUIDO E GÁS: QUAL A DIFERENÇA?
Física, é a ciência que investiga as leis do universo no que diz respeito à matéria e a energia. Essa ciência define que estados da matéria são conjuntos de configurações que as moléculas podem apresentar. As variações de pressão e temperatura irão influenciar em como as ligações químicas irão ocorrer e, dependendo da força de atração destas ligações, teremos o formato macroscópico do agrupamento dessas moléculas.
Os três estados físicos que podemos encontrar água na natureza. Fonte: Douglas Cabral/Instituto Bióicos, 2021.
No estado sólido as moléculas de água se encontram mais próximas umas das outras, com forte atração entre elas. Nestas condições, o agrupamento das moléculas de água possui forma e volume próprio, independentemente do corpo onde se encontra. Este estado é particularmente estudado nas áreas de estática e dinâmica da Física.
No estado líquido, a forma e posição relativa das moléculas de água são variáveis, se adaptando ao recipiente que está alojado. Estas moléculas estão relativamente próximas, e a força de atração é mediana, assim como os movimentos, estudados na hidrostática e na hidrodinâmica.
Já no estado gasoso, a forma e o volume podem variar amplamente, as partículas possuem força de atração nula e movimentos bruscos causados pela agitação térmica, sendo particularmente estudado nas áreas da aerostática e da aerodinâmica.
DENSIDADE DA ÁGUA E DO AR
As adaptações dos organismos aquáticos muitas vezes exploraram a densidade da água. Com isso, o entendimento do conceito de densidade auxilia no treinamento de mergulhadores.
A Física define a densidade como o quociente entre a massa de um corpo e seu volume.
DENSIDADE = MASSA (Kg) ÷ VOLUME(m³)
Segundo definições da National Association of Underwater Instructors (NAUI), 1 litro de ar pesa 0,00125 kg, já 1 litro de água salgada possui um peso de 1,025 kg e 1 litro de água doce 1,0 kg. Ao aplicarmos estes valores à fórmula da densidade, facilmente encontraremos que a água salgada possui uma densidade de 1,025 kg/l e o ar 0,00125 kg/l. Em outras palavras, a água salgada é 820 vezes mais densa do que o ar.
Quanto maior a densidade, maior será o número de moléculas que compõem este corpo e os organismos aquáticos também apresentam adaptações para lidar com a densidade da água. Se você parar para observar um peixe que possui hábito lento de natação e comparar com um peixe com hábito rápido de natação irá notar que existe uma tendência dos peixes que nadam rapidamente terem o corpo mais “afunilado”, ou seja, eles desenvolveram formas altamente hidrodinâmicas, que dão a eles maior eficiência energética. Desta forma eles reduzem o arrasto com a água e consomem menos energia.
É importante salientar que os fatores temperatura, salinidade e turbidez também afetam diretamente a densidade. Sendo assim, é importante ficar atento ao seu lastreamento se houver alterações nestes fatores desde seu último mergulho. Sempre faça o teste de lastro antes de iniciar um mergulho. Saiba mais sobre o lastreamento clicando aqui.
ARRASTO E SEUS EFEITOS
O arrasto é causado pelo atrito do mergulhador e seus equipamentos em contato com as moléculas de água. Quando estamos em terra o atrito é gerado pelas moléculas de ar e, devido a nossa baixa velocidade de deslocamento o efeito deste atrito é imperceptível, então podemos caminhar tranquilamente em pé sem nos preocupar com o arrasto, porém, na água, as moléculas estão muito mais próximas umas das outras, sendo assim, é muito importante que o mergulhador assuma a posição que gere menor atrito com as moléculas de água. Nesta posição, também chamada de Trim, o mergulhador fica com seu corpo na horizontal, paralelo ao fundo, com os pés elevados, e seus braços devem ficar na lateral do corpo ou então cruzados na altura do peito. Desta forma ele terá uma hidrodinâmica mais eficiente.
Ilustração de mergulhadores em duas posições de deslocamento. O número de setas indica as linhas de fluxo de água que exercem atrito no mergulhador 1 e no mergulhador 2. Fonte: Douglas Cabral/Instituto Bióicos, 2021.
FATORES QUE SERÃO INFLUENCIADOS PELO ARRASTO
Impacto ambiental
Ao mergulhar em recifes de corais com os pés para baixo o mergulhador poderá causar um grande impacto neste ambiente, pois a máscara de mergulho reduz o ângulo de visão do mergulhador e ele não irá enxergar facilmente a ponta das nadadeiras e, acidentalmente, estas podem se chocar nestes organismos que são muito sensíveis e que podem demorar centenas de anos para se desenvolverem.
Consumo de ar
Com um arrasto maior, o mergulhador precisará fazer muito esforço para nadar. Em consequência o mergulho se torna exaustivo e o consumo de ar aumenta. Como temos uma quantidade limitada de ar para usarmos durante o mergulho, para compensar esse gasto excessivo teremos que reduzir nosso tempo real de mergulho.
Absorção de nitrogênio
Outro fator muito importante a ser considerado é a absorção de nitrogênio. Com a elevação da taxa respiratória haverá uma troca gasosa maior e o aumento da difusão do nitrogênio para a corrente sanguínea, sendo assim, os mergulhadores que possuem elevado consumo de ar deverão estar muito atentos para não excederem os limites de absorção de nitrogênio e, como contingência, deverão utilizar em seu planejamento de mergulho a regra para mergulhos extenuantes. Entenda mais sobre o assunto assistindo a vídeo-aula sobre descompressão e tabelas de mergulho.
COMO REDUZIR O ARRASTO
Para reduzir o arrasto, o impacto ambiental e seu consumo de ar mantenha-se na posição horizontal, com os pés ligeiramente para cima, observando a vida subaquática ao seu redor enquanto você mergulha.
Instrutor da Bióicos Divers, Diogo Bagatim, mergulhando entre o cardume de sargos (Anisotremus surinamensis) no Arquipélago de Fernando de Noronha. Note a posição horizontal do mergulhador, assim como os pés levemente elevados. Fonte: Ana P. L. Maia/Barracudas Imagens.
Nesta posição você reduz bastante o seu esforço para nadar, estará observando tudo o que está acontecendo ao seu redor, preserva o meio ambiente, faz menos barulho e os animais permitem que nos aproximemos mais, ou então às vezes, até se aproximam do mergulhador, curiosos, querendo saber... “que peixe é esse que sabe soltar bolhas?” =)
O mergulho fica ainda mais seguro, ecologicamente positivo e muito prazeroso.
Bibliografia
CARROLL, S. et al. Master Scuba Diver: A física do mergulho. 1. ed. Brasil: NAUI, 2004. p. 58-90.
RICKLEFS, R. A economia da natureza / Robert Ricklefs, Rick Relyea; revisão técnica Cecília Bueno; Tradução Ana Cláudia de Macêdo Vieira ... [et al.]. – 7. ed. – Rio de Janeiro: Guanabara Koogan, 2016. P. 70.
WIKIPEDIA. Estados físicos da matéria. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/wiki/Estados_f%C3%ADsicos_da_mat%C3%A9ria#:~:text=Sabe%2Dse%20que%20qualquer%20subst%C3%A2ncia,l%C3%ADquido%20e%20vapor%20de%20%C3%A1gua. Acesso em: 1 jul. 2020.