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¿La inmersión líquida protege contra las fuerzas G?

Tengo la impresión de que si un objeto está sumergido en agua puede estar protegido de los efectos de la gravedad, o en otras palabras, parecer estar en un entorno de 0G.

Ejemplos típicos de esto incluyen el increíble tamaño y buceo de las ballenas. También se utiliza en el traje Libelle G para prevenir el desmayo (con un traje lleno de agua).

En particular, entiendo que si un ser humano estuviera completamente inmerso en un líquido de densidad similar, incluso al punto de estar respirando líquido, podría resistir considerable fuerzas G. Por ejemplo, 40G. Mencioné esto como un comentario en otra pregunta y me dijeron que mi entendimiento es incorrecto porque:

suspender humanos en líquidos no elimina mágicamente la fuerza de aceleración, simplemente podría reducirla por la longitud del tubo de suspensión y el tiempo que tomaría alcanzar su final ... estarías "pegado" a la superficie del extremo

Por lo tanto, mi pregunta se puede desglosar en estas partes:

  • ¿Puede la suspensión líquida proteger contra las fuerzas G?
  • ¿Cuáles son las limitaciones (tiempo, fuerza G)?
  • Suponiendo que tengamos el líquido correcto, ¿hay alguna barrera para su uso?

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Incluso si llenamos los espacios de aire dentro del ser humano, diferentes tejidos tienen diferentes densidades. Por lo tanto, si estás pensando en grandes aceleraciones, entonces las fuerzas de corte debido a las diferencias de densidad podrían alcanzar niveles fatales. E incluso considerando una criatura hipotética de la misma densidad que el fluido, la aceleración causaría un gradiente de presión en la dirección de la aceleración. La criatura se deformaría en la misma medida que el fluido según su elasticidad. Pero es difícil decir si tal deformación llevaría a la muerte de la criatura. ¡Es hipotético en primer lugar!

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Estoy muy consciente de dicha consideración. Sin embargo, entiendo que todavía podemos lograr una protección considerable... y esta es una idea viable en teoría. Por supuesto, estoy preguntando aquí por una razón. No me hagas ir a probarlo :P

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La tolerancia probablemente variará con la diferencia de densidad. En el aire, esta es solo la densidad del cuerpo (el aire es insignificante). Para un cuerpo en solución salina (para igualar la densidad media), esto se reduciría a diferencias en los tejidos (nota de @docscience). Si el músculo es $1060 kg/m^3$ y la grasa es $900 kg/m^3$ (wiki: tejido adiposo), yo diría que estarías viendo una mejora de alrededor de seis veces, de 5g a 30g (según la wiki sobre fuerzas g). Podría ser aún mayor si estás limitado por el flujo sanguíneo y la sangre está más cerca de la densidad media del cuerpo que la diferencia entre grasa/músculo.

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Old Pro Puntos 2851

La ESA ha estado estudiando esto.

El artículo es tan corto, que lo voy a copiar aquí. Enlace a la fuente al final.

TLDR: 24G con respiración de aire, pero suspendido en líquido. Más de 100G con respiración de líquido también.

¿Existe un diseño ejemplar en la naturaleza para el escudo perfecto de aceleración? De hecho, sí lo hay, y es el huevo. Estudiamos el acoplamiento de la inmersión en agua con la respiración líquida como un enfoque posible para el "traje G perfecto".

Al inmersar completamente a un hombre en una solución fisiológica de agua dentro de un contenedor rígido no expandible, la presión del fluido aumentada desarrollada dentro del sistema cardiovascular durante la aceleración es aproximadamente balanceada o incluso cancelada por el gradiente de presión desarrollado en el tanque de líquido fuera del cuerpo. Al mismo tiempo, la inmersión en agua aumenta la tolerancia a la aceleración, ya que las fuerzas de aceleración se distribuyen de manera equitativa sobre la superficie del cuerpo sumergido. Esto reduce abruptamente la magnitud de las fuerzas localizadas y se induce una respuesta hidrostática homogénea de todo el cuerpo, con beneficios evidentes para la circulación sanguínea y linfática. El factor limitante es la presencia de aire en los pulmones. Una vez bajo aceleración, el sujeto inmerso experimenta un aumento en la presión externa, lo que causará efectos de compresión en su pecho, hasta que todo el aire presente en sus pulmones sea eliminado. Este hecho limita la aplicabilidad de la técnica a una aceleración sostenible de 24 G.

Para superar el límite y alcanzar los verdaderos potenciales ocultos en la inmersión en agua, es posible llenar los pulmones del usuario con un líquido. De esta manera, no habrá efectos de compresión. El problema, entonces, es: ¿cómo es posible respirar con los pulmones llenos de líquido? La respuesta provino del campo de la terapia pulmonar clínica. Aquí, el uso de perfluorocarbono para la ventilación líquida fue estudiado durante más tiempo, demostrando la viabilidad y seguridad del concepto.

Es difícil estimar un límite de aceleración último posible con esta configuración, pero presuntamente puede ser mayor de cientos de G. El ACT está trabajando para evaluar la aplicación de la ventilación líquida para astronautas inmersos en agua, con el fin de identificar los requisitos espaciales y abordar futuros estudios, diseñados para superar los límites actuales de la técnica.

(énfasis mío)

https://www.esa.int/gsp/ACT/projects/liquid_ventilation.html

[El artículo cita algunos documentos más detallados]

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Dirk Bruere Puntos 6634

Sí, protege contra las fuerzas G porque distribuye la presión en las superficies de soporte del cuerpo de manera uniforme. Por ejemplo, un artículo interesante aquí

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