Las leyes de los gases y el buceo

Cuando el hombre desciende por un mar, lago, río o cualquier ambiente 
acuático, con el fin de desarrollar alguna actividad deportiva, comercial, de 
investigación científica o militar, debe considerar la ley de los gases.  El aumento de la presión bajo el agua afecta la respiración, así como mezcla gaseosa de oxígeno y nitrógeno que aspira de su equipo de buceo.
El volumen de aire en los pulmones
Los buzos deben poseer una adecuada preparación para soportar la presión.
Si un buzo sube rápidamente a la superficie después de haber estado a una 
profundidad de seis metros, donde la presión es de 1,6 atm (0,6 atm de la 
presión del mar, más 1 atm de la presión del aire), el volumen del aire atrapado en sus pulmones aumentará.
Esta súbita expansión del aire puede romper las membranas de los pulmones y los alvéolos, generando un neumotórax.

Ley de Boyle - Mariotte 

Expresa el equilibrio de un gas a temperatura constante. Durante la inmersión la variación de temperatura del aire es mínima y por lo tanto la ley de Boyle es especialmente práctica para entender la relación entre presión y volumen. Básicamente, esta se ve enunciada en la siguiente igualdad: 

P1V1 = P2V2 

La presión es inversamente proporcional al volumen de un gas: al aumentar la presión sobre una masa de gas, el volumen de este disminuye proporcionalmente. 

Así, una masa constante de aire, que en superficie (1 bar) ocupa un litro, verá su volumen reducido a la mitad ( L) al someterse a una presión de 2 bar (-10 m), a un tercio ( L) a 3 bar (-20 m) y así sucesivamente. 

De igual manera, un litro de aire a 3 bar (-20m), aumentará su volumen en un 50% a 2 bar (1.5 L a -10 m) y lo triplicará a 1 bar (3 L en superficie), dado que los mayores cambios proporcionales, se dan en los primeros 10 metros. 

Ley de Dalton 
Artículo principal: Ley de las proporciones múltiples 
El aire no es un gas puro, sino una mezcla de gases. La ley de Dalton explica que la presión total de una mezcla de gases es la suma de las presiones que ejercería cada uno de los gases componentes ocupando él solo el volumen total. 

Esta ley también se conoce como la ley de las presiones parciales, pues implica que la presión parcial de un gas, en una mezcla de gases, sometida a una presión X, es directamente proporcional a la proporción en que ese gas está presente en la mezcla. 

Esto quiere decir, que si en una mezcla de gases uno de sus componenetes representa el 20% del volumen de la mezcla, a una presión P, tal componente tendrá una presión parcial de 0,2 P. 

En el aire normal la composición es, aproximadamente, de un 21% Oxígeno y 78% Nitrógeno, con un 1% de otros gases (fundamentalmente argón).

Ley de Henry de disolución de los gases
Cuando un gas se encuentra disuelto en fase líquida se habla de tensión (T) de un gas, a diferencia de la presión parcial (p) de un gas que hace referencia a gases en una mezcla en fase gaseosa. 
Se habla de condición de subsaturación, cuando la presión es superior a la tensión, de saturación cuando la presión y la tensión son equivalentes, y de sobresaturación cuando la presión es menor que la tensión del gas disuelto. Un líquido en condición de subsaturación disolverá el gas de la fase gaseosa hasta encontrar el equilibrio (saturación). Un líquido en sobresaturación va a eliminar gas disuelto para encontrar el equilibro (saturación). 

Ley de difusión de Graham 
A igual temperatura y presión, la velocidad de difusión de un gas de moléculas "ligeras" se difunde más rápido que uno de moléculas "pesadas". 

Los dos principales gases en el aire, el nitrógeno (N) y el oxígeno (O) se encuentran en las formas moleculares N2 y O2. La masa molar del nitrógeno es de 28, mientras que la del oxígeno es de 32. Por lo tanto la velocidad de difusión del nitrógeno es mayor que la del oxígeno.