lunes, 15 de abril de 2013

METODO PARA SOPORTAR GRANDES ACELERACIONES

Supóngase que se quiere hacer despegar un cohete que hará un viaje con una aceleración constante de 20 Gs durante un par de días, y que pretende llevar un astronauta a bordo. La magnitud de esta aceleración hace que un peso de 100 kilos se convierta en 2 toneladas, o que un corazón pese unos 30 kilos, en definitiva que la muerte le sobrevenga al astronauta en escasos segundos.

No obstante si el astronauta realiza el viaje completamente sumergido en una urna con un fluido de la misma densidad que su cuerpo, no experimentará ninguna fuerza G. Para ello tendrá que equiparse con un equipo de un submarinista, o estar inmerso en un liquido respirable, 

Podría pensarse que durante la aceleración, el astronauta adquiere tanto peso que se sumerge más en su urna hasta dar con el fondo del mismo, en donde sus piernas tendrán que soportar las 2 toneladas de peso, pero esto no es cierto. El propio agua (fluido) habrá aumentado su peso de forma proporcional, siendo que el peso del agua desplazada y el del astronauta sigue siendo idéntico. El astronauta estará sin moverse del equilibrio en el interior del fluido. 

SURGEN ALGUNAS CONSIDERACIONES

Existe no obstante una ganancia neta en la presión periférica que debe de soportar. Si suponemos que antes de despegar se ha hecho el vacío en la urna y la única presión que soporta el astronauta es de la columna de agua X que hay sobre el. Entonces a 20G la presión periférica es el equivalente a estar sumergido a 20·X metros de profundidad. Esto es así porque el peso de la columna de agua ha aumentado proporcionalmente al incremento de los G. 

El record de profundidad para submarinistas parece estar en los 330 metros, unas 34 atmósferas de presión. Ello gracias a que el cuerpo humano puede considerarse como incomprimible, siendo que los problemas tienen que ver con la disolución y posterior formación de burbujas de nitrógeno durante la descompresión al ascender. Esto equivaldría a que si ese submarinista estuviera sumergido en posición horizontal en la urna a 0,33 metros de la superficie, podría soportar la friolera de 1000 Gs.

2º  La densidad del cuerpo humano no es homogénea, esto significa que existen partes del cuerpo que tienen a ascender y otras a hundirse. Creándose un estado de tensiones de tracción en el cuerpo, que es en general pequeño y que separa las partes ligeras de las pesadas, tendiendo a formar el equivalente al momento bipolar de la electrostática. Cuando se incrementan las Gs esta tensión aumenta en el mismo factor y puede terminar claro sobrepasando un límite vital. Lo cual evidentemente se ha de tener en cuenta.

 Este punto ilustra que en la situación de un cuerpo sumergido en un fluido, debe de tomarse con cuidado el principio de equivalencia de Galileo, por el que todos los cuerpos caen a la misma aceleración en la gravedad independientemente de la masa.


¿Es equivalente moverse a 20 Gs por el espacio en un fluido de idéntica densidad a una profundidad de X, a estar a 20G·X metros de profundidad en un planeta con 1G?

No es equivalente, volviendo al principio de tensionalidad expuesto en el artículo anterior, vemos que la existencia del punto genera un estado tensional en el caso de los 20Gs que no existe en el caso de un G a mayor profundidad. Por tanto no son equivalente y son situaciones distinguibles una de la otra.

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