Calculadora pressao de coluna por profundidade no mar
Calcula pressao hidrostatica em uma coluna de agua salgada em metros de profundidade somando pressao atmosferica e densidade da agua do mar tipica.
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Pressão de coluna d'água do mar: P = ρ·g·h
A pressão hidrostática de uma coluna de água do mar vem direto da lei de Stevin: P = ρ·g·h, com ρ ≈ 1025 kg/m³ para água salgada, g ≈ 9,81 m/s² e h em metros. A água do mar é mais densa que a doce, então cada 10 m de profundidade somam cerca de 1 atm (≈ 101 325 Pa) de pressão manométrica. A 30 m, o mergulhador já sente algo perto de 4 atm absolutas. Desça até a Fossa das Marianas (Challenger Deep, ~11 000 m) e você chega a algo próximo de 1 100 atm, uns 110 MPa. É o peso de um SUV prensando cada centímetro quadrado. Veja um exemplo: a h = 100 m, P = 1025·9,81·100 ≈ 1,006 MPa ≈ 9,9 atm manométrica.
Aplicações
A fórmula aparece em muitas frentes. No mergulho científico ela sustenta as tabelas da DAN e os cálculos de pressão parcial de gases que evitam doença descompressiva e toxicidade do oxigênio. Na engenharia de ROVs e submersíveis também, já que um dive no Challenger Deep como o do DSV Limiting Factor precisa aguentar 1 100 atm. Some a isso o projeto de gasodutos e umbilicais offshore para linhas de óleo e gás em campos de águas profundas, a análise de profundidade de esmagamento de submarinos, as sondas CTD oceanográficas, os batiscafos tripulados e o projeto estrutural de árvores de natal e BOPs subsea.
Perguntas frequentes
Por que usar ρ = 1025 kg/m³ e não 1000? A água do mar leva cerca de 3,5% de sais dissolvidos, e isso eleva a densidade em uns 2,5% em relação à água doce. Use 1000 e a pressão sai subestimada nessa mesma proporção.
A densidade muda com a profundidade? Um pouco. A água do mar é quase incompressível, mas a 10 000 m a densidade já subiu uns 5%. Para cálculos de engenharia e mergulho, tratar ρ como constante é preciso o suficiente.
Até onde um humano mergulha sem submarino? O recorde de freediving no-limits está por volta de 214 m (Herbert Nitsch, 2007), onde a pressão passa de 22 atm. Dali para baixo, a física do pulmão e dos gases sanguíneos simplesmente não permite sem um casco pressurizado.
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Pressão Metalostática
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Refluxo Mínimo (Underwood)
Estima a razão de refluxo mínima de uma destilação binária pela equação de Underwood (alimentação como líquido saturado), Rmin = [xD/xF − α·(1−xD)/(1−xF)]/(α − 1), a partir da volatilidade relativa (α) e das frações molares do componente leve no destilado (xD) e na alimentação (xF). No refluxo mínimo, a coluna precisaria de infinitos pratos; o refluxo de operação é um múltiplo dele (1,1–1,5×). É um número-chave no projeto de colunas. Informe α, xD e xF.
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