Como buceadores, hay tres leyes de la física que resultan esenciales para nuestra seguridad y disfrute bajo el agua. Comprenderlas no solo nos ayuda a explicar muchos de los fenómenos que ocurren durante una inmersión, sino que también nos permite anticipar y prevenir riesgos comunes en buceo.

En este artículo encontrarás una explicación clara y accesible de cada una de estas leyes. La idea es que, al entenderlas, te resulte más fácil recordar sus aplicaciones prácticas bajo el agua y, en consecuencia, mejorar tu confianza y habilidades como buceador.

Ley de Boyle

La Ley de Boyle, también llamada Ley de Boyle-Mariotte, es una de las leyes más importantes en buceo y, dadas las muchas implicaciones que tiene, conviene conocerla a fondo.

Establece que, a temperatura constante (T), el volumen (V) de un gas es inversamente proporcional a su presión (P). En otras palabras, el producto de la presión por el volumen de un gas siempre se mantiene constante:

Si la T=constante, entonces P x V = constante

Esto significa que, si la presión de un gas aumenta, su volumen disminuye (el gas se comprime); y si la presión disminuye, su volumen aumenta (el gas se expande).

¿Cuál es su aplicación práctica en buceo?

Durante una inmersión de buceo estamos expuestos de manera constante a cambios de presión. Según la ley de Boyle, estos cambios afectan al volumen de los gases que nos acompañan, tanto en el equipo como en nuestro propio cuerpo, lo cual tiene múltiples repercusiones.

Descenso:

A medida que aumenta la profundidad, aumenta también la presión, lo cual implica compresión de volúmenes en gases. Esto tiene dos implicaciones fundamentales:

• En nuestro cuerpo: el aire contenido en el oído medio se comprime, lo que explica la necesidad de compensar para evitar dolor o lesiones.

• En nuestro equipo: el aire contenido en el chaleco también se comprime, lo cual explica la necesidad de ir inflando según sea necesario durante el descenso para mantener una flotabilidad adecuada. Además, la máscara también podría necesitar ser compensada añadiendo más aire para evitar un aplastamiento o efecto de succión al comprimirse el aire entre la cara y el cristal.

Ascenso:

Sucede el proceso inverso: a medida que disminuye la profundidad, disminuye también la presión a la que nos encontramos expuestos y los gases de expanden, aumentando su volumen. Aquí también encontramos dos aplicaciones importantísimas:

• Si bien ahora los oídos no sufren la compresión que sufrían durante el descenso, sí hemos de prestar atención a la regla número en buceo: nunca dejar de respirar. Si contenemos la respiración durante el ascenso, nuestros pulmones podrían expandirse demasiado causando una lesión grave por sobreexpansión pulmonar.

• En nuestro equipo: el aire contenido en el chaleco se expande, por lo que es necesario liberar aire durante el ascenso para evitar una flotabilidad positiva descontrolada que podría llevarnos a la superficie demasiado rápido.

En definitiva, la Ley de Boyle explica gran parte de los fenómenos que ocurren bajo el agua y tiene implicaciones directas tanto en nuestro cuerpo como en el equipo. Es la base para comprender todos los tipos de barotrauma que pueden producirse durante una inmersión y, además, resulta esencial para un control adecuado de la flotabilidad, desde el descenso hasta el ascenso.

Si quieres profundizar en la Ley de Boyle, puedes leer nuestro artículo La ley de Boyle, ¿qué dice y por qué es tan importante en buceo?

Ley de Dalton

Otra ley con implicaciones fundamentales en buceo es la Ley de Dalton, también conocida como ley de las presiones parciales. Esta ley establece que la presión total de una mezcla de gases es igual a la suma de las presiones parciales de cada uno de sus componentes.

En el caso del aire que respiramos, compuesto principalmente por un 21% de oxígeno y un 78% de nitrógeno (además de otros gases minoritarios), la presión total será, por tanto, la suma de la presión parcial del oxígeno y la del nitrógeno.

La clave está en lo que ocurre con los cambios de profundidad: al descender, la presión absoluta aumenta y, en consecuencia, también lo hacen las presiones parciales del oxígeno y del nitrógeno. Durante el ascenso ocurre lo contrario: al disminuir la presión, se reducen igualmente las presiones parciales de los gases que componen el aire inspirado.

¿Cuál es su aplicación práctica en buceo?

La Ley de Dalton es fundamental para comprender varios aspectos clave en la planificación de una inmersión, como los límites de profundidad según el gas respirado (aire o nitrox en buceo recreativo, o mezclas más complejas en buceo técnico) y la narcosis del nitrógeno. Además, en combinación con la Ley de Henry —que veremos a continuación— permite entender cómo actúa el nitrógeno en nuestro organismo y por qué existe el riesgo de enfermedad descompresiva.

Límites de profundidad y uso correcto del Nitrox

En buceo recreativo sabemos que el límite de profundidad con aire es de 40 metros, independientemente de la experiencia o certificación del buceador. Cuando utilizamos nitrox, ese límite se reduce a medida que aumenta la proporción de oxígeno en la mezcla, por lo que siempre debemos calcularlo antes de la inmersión (aunque normalmente nuestro ordenador de buceo lo hace por nosotros). La razón de este límite está directamente relacionada con la Ley de Dalton.

Cuando la presión parcial del oxígeno (ppO₂) supera ciertos valores, este gas puede volverse tóxico para el organismo al ser respirado, especialmente para el sistema nervioso central. Para mantenernos en el lado de la seguridad, se establece un límite de 1,4 bar de ppO₂, aunque en determinadas circunstancias puede ampliarse a 1,6 bar.

En el caso del aire (21% de oxígeno), esa presión parcial de 1,4 bar se alcanzaría aproximadamente a 56 metros de profundidad. A 40 metros, nuestra profundidad máxima en buceo recreativo, la ppO₂ es de 1,05 bar (ver tabla más arriba), por lo que, dentro de los límites recreativos, la toxicidad del oxígeno no debería de suponer un problema.

La situación cambia cuando utilizamos nitrox, ya que la mayor proporción de oxígeno reduce la profundidad máxima operativa. Por ejemplo, con Nitrox 32 (32% de oxígeno), la profundidad máxima segura es de 33 metros. Es por ello muy importante que, antes de ir al agua con nitrox, actualicemos siempre nuestro ordenador de buceo con el porcentaje de oxígeno correcto.

Si quieres saber más sobre el uso de nitrox, puede leer nuestro artículo Nitrox o aire enriquecido, ¿qué es y para qué sirve?

En cuanto al nitrógeno, también puede volverse tóxico a altas presiones parciales, pero en la práctica el oxígeno resulta más restrictivo: antes de alcanzar una presión parcial peligrosa de nitrógeno, ya habríamos superado el límite seguro de oxígeno. Por eso, en la planificación de inmersiones, la ppO₂ es el factor determinante a la hora de establecer la profundidad máxima

Narcosis del nitrógeno

Aunque la causa exacta de la narcosis del nitrógeno no se conoce con certeza, se considera que está relacionada con el aumento de la presión parcial del nitrógeno (ppN₂) al respirar en profundidad. Este efecto suele hacerse perceptible a partir de los 18-20 metros, profundidad a la que la presión parcial de nitrógeno ya se ha triplicado en comparación con la superficie.

Si bien la narcosis es menos frecuente y menos peligrosa que una intoxicación por oxígeno a altas presiones parciales, conviene conocerla y estar atentos a sus signos, tanto en uno mismo como en el compañero, especialmente al bucear en profundidad. En la mayoría de los casos, los síntomas se atenúan o desaparecen al reducir la presión, es decir, ascendiendo a menor profundidad.

Ley de Henry

La ley de Henry establece que, a temperatura constante, la cantidad de un gas disuelta en un líquido es directamente proporcional a la presión parcial que ejerce ese gas sobre el líquido. Es decir, a mayor presión, mayor será la cantidad de gas que puede disolverse en un líquido.

¿Cuál es su aplicación práctica en buceo?

Cuando respiramos aire comprimido bajo el agua, los gases que lo forman (principalmente oxígeno y nitrógeno) entran en contacto con nuestros tejidos corporales. A diferencia del oxígeno, que es utilizado por el organismo en los procesos metabólicos, el nitrógeno es un gas inerte que no se metaboliza.

Por ello, aplicando la ley de Henry y la ley de Dalton conjuntamente, entendemos que a medida que aumenta la presión con la profundidad, aumenta también la presión parcial del nitrógeno (ppN₂) y, en consecuencia, la cantidad de nitrógeno que puede ser disuelto en la sangre y en los tejidos. Esto es clave para entender la enfermedad descompresiva.

Enfermedad descompresiva

Como acabamos de ver, durante el descenso, nuestro organismo se irá saturando de nitrógeno a medida que aumenta la presión. Es decir, se produce una «acumulación» de nitrógeno en nuestro organismo.

La situación crítica ocurre durante el ascenso. Al disminuir la presión ambiental, también disminuye la presión parcial del nitrógeno. Esto provoca el proceso inverso: los tejidos comienzan a liberar nitrógeno. Si el ascenso se realiza demasiado rápido, el gas no tiene tiempo suficiente para eliminarse de forma controlada a través de la respiración y puede salir de la solución en la que se encuentra en nuestros tejidos en forma de burbujas de gas.

Estas burbujas, dependiendo de su tamaño y localización, pueden causar desde molestias leves en las articulaciones hasta cuadros muy graves, incluso mortales. Es lo que conocemos como enfermedad descompresiva.

Por ello, es fundamental ascender lentamente, respetar las paradas de seguridad y planificar adecuadamente las inmersiones, evitando así la acumulación excesiva de nitrógeno y reduciendo al mínimo el riesgo de descompresión.

Si quieres profundizar en la enfermedad descompresiva, puede leer nuestro artículo Claves para entender qué es la enfermedad descompresiva.

Ahora que ya conoces estas tres leyes básicas y fundamental en buceo, lo más importante es saber ponerlas en práctica. No se trata de estar realizando cálculos debajo del agua, sino de aprender a planificar correctamente tus inmersiones, a usar tu respiración y tu equipo de buceo correctamente para gozar de una flotabilidad adecuada y de ser consciente del por qué es tan crítico respetar los límites de seguridad establecidos. En definitiva, se trata de ser un mejor buceador, mejor formado y con más recursos para disfrutar al máximo de cada una de tus inmersiones.