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Veja, ouça e sinta como os organismos aquáticos! Como a água afeta os sentidos durante o mergulho?

Atualizado: 7 de jan. de 2022

Autores: Diogo de O. Bagatin, Raphaela A. Duarte Silveira, Mariana P. Haueisen, Fernanda Cabral Jeronimo, Aline Pereira Costa e Douglas F. Peiró



O instrutor Diogo Bagatin está frente a frente com um tubarão lixa nas águas cristalinas de Fernando de Noronha/PE.

Encontro do Instrutor de mergulho Diogo Bagatin com um tubarão lixa, Ginglymostoma cirratum em Fernando de Noronha/Pe. Fonte: Ana P. L. Maia - Barracudas imagens.



Nós, seres humanos, somos animais terrestres e, sendo assim, todos os nossos sentidos foram desenvolvidos e adaptados para as condições físicas encontradas na atmosfera. Entretanto, quando levamos nossos sentidos para a água, eles serão afetados pela mudança do ambiente terrestre para o ambiente aquático. Literalmente iremos ver, ouvir e sentir a perda de calor de uma forma diferente. Aqui iremos explicar como estes efeitos ocorrem e quais cuidados devemos tomar ao se deparar com eles.



QUAL A DIFERENÇA DO AR PARA A ÁGUA?


Para entender a diferença que existe entre os estados da matéria líquido e gasoso, precisamos aprofundar nosso conhecimento ao nível molecular, pois isso acontece em como as moléculas que compõem cada estado da matéria interagem entre si, ou seja, nas suas ligações químicas. Os gases podem variar amplamente sua forma e volume, pois suas moléculas possuem força de atração nula e estão em constante movimento. Já os líquidos, as moléculas possuem força de atração mediana, que ocorre devido às pontes de hidrogênio. Como a água é um composto polar, o polo positivo de uma molécula se liga ao polo negativo de outra molécula, o que resulta em uma atração eletrostática, conhecida como ligações de hidrogênio ou pontes de hidrogênio. Isto aproxima as moléculas, aumentando a sua densidade e permite que a água tome forma, que pode ser o formato de um copo, e também permite movimentos medianos, por exemplo as ondas.


Podemos notar a diferença na quantidade de moléculas que compõem estes estados da matéria comparando o peso de um litro de ar ao peso de um litro de água e suas densidades.


1 litro de ar = 0,00125 kg

1 litro de água doce = 1,00 kg


O número maior de moléculas presentes na água é o agente causador das alterações no desvio de curso e redução de velocidade da luz, propagação do som e condução de calor.


Você pode ler mais sobre este assunto acessando nosso artigo “O que é o arrasto no mergulho? Evolua debaixo d’água”.



LUZ


Um feixe de luz branca ilumina um prisma de vidro e a imagem animada demostra como as cores que compõem a luz branca são divididas por frequências e comprimentos de onda na sequencia vermelho, laranja, amarelo, verde, azul, anil e violeta conforme são filtradas pela camada de vidro.

Efeito de refração da luz em um prisma. Fonte: Lucas Vieira/Wikimedia Commons (Domínio Público).



A capacidade de enxergar é a nossa adaptação evolutiva para absorção de fótons, também conhecidos como luz. Ela se faz por meio dos olhos e posteriormente o processamento desta informação por nosso cérebro e na sequência a identificação daquilo que estamos observando, como por exemplo, noções de distância do objeto, tamanho e informações de cores.



TAMANHO DOS OBJETOS


Quando a luz penetra no meio aquático ela sofrerá um pequeno desvio de curso no ângulo de incidência devido a mudança do meio gasoso para o meio aquático. Esta mudança de ângulo dá a impressão de que os objetos são cerca de 30% maiores e, com isso, também traz a sensação de que estão mais próximos do observador.


Um ramo de uma arvore esta dentro de um copo com água. A parte deste ramo que está dentro da água parece ser maior e estar mais próxima em relação a parte que se encontra fora da água.

Devido à refração da luz na água, a parte do ramo de uma árvore parece estar maior e mais próximo do observador. Fonte: Hans Braxmeier/Pixabay.



Para corrigir esse efeito, reduzir o desvio padrão e, consequentemente, o erro padrão, os mergulhadores científicos necessitam estabelecer padrões de referência ao realizar imagens subaquáticas. Uma das formas de fazer isto é medir as comunidades ou animais que estão sendo estudados in situ, ou então utilizar referências nas fotografias para padronizar a área e a distância das imagens captadas e, posteriormente, analisá-las ex situ.


Na compilação de imagens é possível observar como os mergulhadores científicos precisaram se adaptar para corrigir os efeitos do desvio de curso da luz. Na imagem em destaque um mergulhador fotografa o fundo do mar utilizando  um quadro de referência e um espaçador rígido fixado a câmera. Em outra imagem uma mergulhadora posiciona um grande quadro de referencia sob uma comunidade de organismos brancos sob uma rocha. E na terceira imagem um mergulhador posicionado na extremidade de um cabo de medida registra em uma planilha informações.

Corrigindo a refração no mergulho científico. Fonte: Cesar B. Rocha et al.



CORES


Em 1666 Newton descobriu que a luz solar é formada pela mistura de cores que enxergamos e elas compõem o espectro de luz visível, em que, cada tonalidade possui um comprimento de onda e frequência específica e é definido pela sigla VLAVAAV, que significa:


V - Vermelho

L - Laranja

A - Amarelo

V - Verde

A - Azul

A - Anil

V - Violeta


Existem 4 formas que a luz se dissipa na água: a refração é o desvio de curso e redução da velocidade da luz devido a mudança de meio, a reflexão ocorre na superfície, a dispersão ocorre quando um raio de luz se choca contra uma partícula e desvia o seu curso e a absorção dessa energia, que ocorre por exemplo na fotossíntese do fitoplâncton e com a absorção desta energia pelas moléculas, aquecendo a água por exemplo. Lembrando que estes fenômenos nunca ocorrem isoladamente, eles irão ocorrer ao mesmo tempo.


Sendo assim, conforme afundamos, as cores vão desaparecendo das frequências mais fracas para as frequências maiores. Primeiro vermelho, depois laranja, então o amarelo, o verde, e, próximo da profundidade limite do mergulho recreacional (40 metros), teremos somente os tons de azul e violeta.


O gráfico demonstra a profundidade que as cores que compõem a luz desaparecem. Entre 30 metros e 37,5 metros é possível ver somente as cores violeta, anil e azul. O verde chega aos 30 metros. O amarelo até aproximadamente 22,5 metros. O laranja cerca de 10 metros e o vermelho penetra até aproximadamente 7,5 metros de profundidade.

O gráfico demonstra a difusão da luz para as profundidades em metros (esq.) e em pés (dir.) Fonte: Tomemorris/Wikimedia Commons (CC BY-SA 4.0).



Por isso a iluminação é um quesito fundamental na fotografia subaquática, pois, mesmo em dias ensolarados, com muita luz dentro da água, algumas cores não irão chegar àquela profundidade onde se está fotografando e será necessário recuperá-las através de iluminação artificial. Isto também torna o mergulho noturno algo ainda mais especial, pois, além de nos permitir contemplar a vida noturna, podemos enxergar todas as cores da fauna e flora marinha como elas realmente são.



SOM


Ao contrário da luz, o som viaja na água 4,4 vezes mais rápido em comparação ao ar. Isto acontece porque o som se propaga através do choque entre as moléculas. Estas se comprimem (compressão) e se expandem (rarefação), criando assim as ondas sonoras.


Desenho de um auto-falante emitindo som. este som é conduzido através da compressão e rarefação das moléculas de ar, em ondas sonoras.

Compressão e rarefação do som no ar. Fonte: U(iki)TFPR/Wikimedia commons (CC BY-SA 4.0).



Em terra o som tem uma velocidade de propagação de 340 m/s, porém na água, devido a proximidade das moléculas, sua velocidade é de 1.500 m/s. Como nosso cérebro está adaptado ao meio terrestre, e o som chega muito rápido aos nossos ouvidos esquerdo e direito, o cérebro não consegue processar de qual direção uma embarcação está vindo, por exemplo.


Por isso, é muito importante seguir os padrões de segurança e sempre reservar 1/4 (25%) do seu cilindro para a eventual surpresa da aproximação de uma embarcação no final do seu mergulho. Mantendo este padrão de segurança você ainda terá ar suficiente para esperar a embarcação se afastar, ou então desligar o motor, para então subir com segurança até a superfície.



PERDA DE CALOR


A manutenção da temperatura corpórea é muito importante quando mergulhamos. Mudanças provocadas tanto por excesso quanto por falta de calor irão afetar os processos metabólicos do corpo e a manutenção da vida. O nosso corpo possui mecanismos de defesa para nos alertar quando algo não vai bem em relação à nossa temperatura.


Hipertermia


Quando sofre com a hipertermia, sinais como transpiração excessiva, batimentos cardíacos acelerados, pressão baixa, vertigem e enjoo podem aparecer. Se encontrar um mergulhador em um quadro de hipertermia você pode orientá-lo a hidratar-se bem, ou também a remover a sua roupa de mergulho e tomar um banho de mar para se refrescar.


Hipotermia


Já o quadro de hipotermia é mais comum na atividade de mergulho e devemos ter atenção redobrada a ele pois, entre seus sintomas está a perda de destreza ou capacidade de julgamento do que é certo ou errado. Outros sintomas são: tremedeiras, pés e mãos frios, dormência, discurso lento e trêmulo, entre outros.


Nos trópicos, a temperatura média dos oceanos é de 28 °C. Como a temperatura média do nosso corpo é de 36,5 °C iremos perder calor para a água. Porém, em um meio líquido, como já vimos anteriormente, existe um número muito maior de moléculas, e elas irão conduzir o calor de nosso corpo para a água a uma taxa 25 vezes mais rápida. Ou seja, quando estamos em terra, a uma temperatura de 28 °C, ficamos tranquilamente somente com roupa de banho sem sentir frio porque nosso metabolismo possui mecanismos de produção de energia para manutenção da temperatura adaptados para repor a energia (calor) perdida para o meio gasoso. Já na água, a uma taxa 25 vezes mais rápida, o nosso metabolismo não consegue repor a energia perdida para o meio com tanta eficiência, e, após alguns minutos na água, podemos começar a sentir frio. Sendo assim, somos obrigados a utilizar as roupas para proteção térmica.



A água é uma boa condutora de calor, como também é o metal, mas o ar é um péssimo condutor de calor, o que o torna um bom isolante térmico. O Neoprene, com suas bolhas de nitrogênio, é um isolador muito eficaz e, por isso, é usado em roupas de mergulho. As roupas de mergulho formam uma barreira isolante entre o mergulhador e a água, o que reduz a velocidade da perda de calor.


Uma inovação nas roupas de mergulho é Neoprene 4-way Strech utilizado nas roupas Neoflex fabricadas pela empresa Fun Dive. Esta roupa promove uma excelente proteção térmica e também dá ao mergulhador uma maior mobilidade.


Roupa de mergulho fabricada Pela Fun Dive com neoprene 4-way strech, altamente flexível.

“A roupa Neoflex da Fun Dive é tão confortável na água quanto uma roupa de moletom em um dia de frio em terra” - Diogo Bagatin, Instrutor de mergulho da Bióicos Divers. Fonte: Fun Dive.



Mas agora, se mesmo utilizando uma roupa de neoprene você ainda estiver sentindo frio, uma excelente recomendação é adicionar a sua proteção o Colete Neo Flex acoplado com capuz. Assim, você gera uma maior proteção térmica na região torácica e cabeça. Ou então, acessórios como botas, meias e luvas de neoprene irão proteger as extremidades do seu corpo.


Acessórios de proteção térmica da fundive. Colete com capuz, capuz, luvas, botas e meias.

Acessórios de proteção térmica da Fun Dive. Fonte: Fun Dive.



Enquanto não estiver mergulhando, aproveite para conhecer mais sobre a ciência do mergulho acessando nossa aula completa e gratuita no YouTube. E lembre-se que o mergulho é uma atividade muito gratificante, divertida e segura!



Escute este artigo também pelo nosso Podcast. Clique aqui!



Bibliografia


CARROLL, S. et al. Master Scuba Diver: A física do mergulho. 1. ed. Brasil: NAUI, 2004. p. 88/116-118.


FUN DIVE. Catálogo 2020. Disponível em: www.fundive.com.br. Acesso em: 16 de jul. de 2020.


PRISMA (ÓPTICA). In: WIKIPÉDIA, a enciclopédia livre. Flórida: Wikimedia Foundation, 2019. Disponível em: https://pt.wikipedia.org/w/index.php?title=Prisma_(%C3%B3ptica)&oldid=56646991. Acesso em: 8 mar. 2021.






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Responsável: prof. Dr. Douglas F. Peiró

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