¿Por qué las ballenas pueden sumergirse a una profundidad de dos mil metros?
Presión hidráulica/presión del agua
La presión en el agua está relacionada con la profundidad del agua, p=ρgh. Por cada 10,3 metros de profundidad, la presión aumenta una atmósfera. A una profundidad de 1.000 metros, la presión del agua alcanza las 97 atmósferas, lo que equivale a 970 toneladas por metro cuadrado.
Después de un largo período de evolución, los cuerpos de las ballenas han desarrollado la capacidad de adaptarse al buceo en aguas profundas, pero existen límites. Por lo general, las ballenas sólo se mueven en aguas poco profundas por encima de los 500 metros. Los cachalotes pueden sumergirse hasta 2.000 metros más profundo, el cuerpo de la ballena no puede soportarlo.
La profundidad máxima de inmersión de los submarinos nucleares militares es generalmente de unos 300 metros. Incluso para los submarinos nucleares especiales, la profundidad máxima de inmersión es de 700 metros, lo que no se puede comparar con la profundidad de inmersión de las ballenas.
Razón
Cuando una ballena se sumerge en aguas profundas, los pulmones de la ballena se encogen mucho y la presión interna aumenta para resistir la presión externa del agua y equilibrar la presión interna y externa. La ballena no muere aplastada; sin embargo, existen límites al aumento de presión dentro del cuerpo de una ballena. Después de exceder el límite, la ballena no puede soportarlo.
Debido a que los submarinos nucleares necesitan transportar personas, la presión atmosférica del cuerpo humano debe mantenerse en aproximadamente 1 atmósfera y no hay mucho espacio para ajustar la presión interna. Por lo tanto, a medida que aumenta la profundidad de inmersión, la diferencia de presión dentro y fuera del submarino se hace cada vez mayor.
Los submarinos nucleares no tienen la capacidad de resistir la presión de las aguas profundas aumentando la presión interna como las ballenas. Solo pueden confiar en estructuras metálicas para resistir, por lo que la profundidad de inmersión de los submarinos nucleares es muy limitada.
Sin embargo, los sumergibles de aguas profundas utilizados para la investigación científica, tienen una estructura simple y adoptan un diseño estructural de presurización paso a paso de múltiples capas, que pueden sumergirse a una profundidad de 10.000 metros.
Otros ejemplos
Los organismos suelen utilizar principios similares para adaptarse a entornos de alta presión. Por ejemplo, las criaturas a 65438+100000 metros en Mariner Sub-Trench tienen sus cuerpos llenos de fluidos corporales de alta presión para equilibrar las presiones internas y externas.
Incluso los humanos lo hacemos. Una presión atmosférica es 1.01.325 kPa, lo que equivale a 10 toneladas por metro cuadrado de piel. La presión en nuestro cuerpo es de aproximadamente una atmósfera, por lo que las presiones interna y externa están básicamente equilibradas y el cuerpo humano no será aplastado por la presión atmosférica.