Døde dykkere på Maldivene, ikke sugd inn, men presset inn i hulen på grunn av Venturi-effekten: hva det er og hvordan det fungerer

- Ole Andersen

Den 20. mai ble gjenopprettingsoperasjonene til de to siste dykkerne (Giorgia Sommacal og Muriel Oddenino) som døde etter å ha blitt fanget i hulen til Thinwana Kandupå Maldivene. I mellomtiden dukker det opp en hypotese i disse timene for å forklare dynamikken i tragedien som vi i Geopop allerede hadde presentert de siste dagene:Venturi effektet fenomen kjent innen væskedynamikk som kan ha dratt de fem italienske dykkerne som døde under dykket 14. mai med kraft inn i hulen. Hypotesen er foreslått Alfonso Bologninipresident for det italienske samfunnet for undervanns- og hyperbarmedisin (SIMSI). Dette fenomenet ville blitt aktivert av undervannsstrømmer som forårsaket et «suging» som med kraft ville ha presset dykkerne inn i hulen. Faktisk fra et fysisk synspunkt det er ikke tilbakespyling: det ville ikke ha vært en kraft fra innsiden av hulen som tiltrakk seg dykkerne; det hadde vært heller havet utenfor hulen presset dykkerne i de underjordiske miljøene, hvor de ville ha gjort ferdig luftveisblandingen i sylindrene.

Hva er Venturi-effekten og hvordan den fungerer fra et fysisk synspunkt

Du har kanskje lagt merke til at vinden, når den kanaliseres inn på en smal vei, plutselig blir raskere. Eller du har kanskje lagt merke til at ved å delvis blokkere hullet i hagevannslangen, begynner vannet å sprute ut av slangen mye raskere. Dette er eksempler påVenturi effekt i aksjon.

Fenomenet ble beskrevet på slutten av det attende århundre av den italienske fysikeren Giovanni Battista Venturi og sier i hovedsak to ting: den første er at en væske i en strøm som reduserer tverrsnittet øker i hastighet, slik det skjer med vinden i en smal bakgate eller med vann som kommer ut av et delvis blokkert hull; det andre – grunnleggende for å forstå hva som kunne ha skjedd på Maldivene – er det trykket til væsken i en strøm avtar jo høyere hastigheten er.

venturi effekt

En avsmalnende strøm blir raskere fordi bevegelige væsker, som vann i en undervannsstrøm, må følge en veldig presis lov: like mye vann må inn i en bestemt seksjon i løpet av en viss tid som må ut. Med andre ord må den innkommende strømningshastigheten være lik den utgående strømningshastigheten. Vann, som væsker generelt, er derfor ukomprimerbart når den støter på en flaskehals eller en restriksjon, må den nødvendigvis bli raskere for å sikre at samme mengde vann kommer ut av innsnevringsseksjonen som kommer inn over samme tidsperiode.

Det gjenstår å forstå hvorfor en raskere strøm har et lavere trykk. Her må vi ta hensyn tilenergi av denne væskestrømmen. La oss sette oss inn i tilfellet med en horisontal flyt, slik at vi kan ignorere virkningene av dybde. Strømmen besitter derfor to typer energi: en assosiert med hans fart (kinetisk energi) og en tilknyttet hans trykk (trykkenergi). Vi forbinder energi med trykk fordi trykk gjør væsken i stand til å utføre arbeid. La oss for eksempel forestille oss at vi har en sprøyte uten nål, fylt med vann. Hvis vi plugger hullet med en finger og skyver stempelet, øker vi trykket på vannet; i det øyeblikket vi fjerner fingeren fra hullet, spruter vannet ut fordi trykkenergien vi har gitt har mulighet til å omdannes til kinetisk energi, og gir fart til vannet.

Det viktige faktum her er det den totale energien til en væskestrøm må bevares. Dette betyr at summen av dens kinetiske energi og dens trykkenergi må forbli konstant over tid (vi ignorerer alltid energien knyttet til dybden, dvs. den potensielle energien). Oversatt: øker vi hastigheten, må trykket reduseres. En liten økning i hastighet kan forårsake en stor reduksjon i trykket.

Dette forøvrig, det er mekanismen som får flyene til å fly: Aerofolien er laget på en slik måte at den produserer en raskere luftstrøm over vingen, og derfor ved et lavere trykk. Fordi trykket under vingen er høyere, føler vingen en netto oppadgående kraft som oppveier vekten av flyet og holder det i luften.

Hvordan det væskedynamiske fenomenet kunne ha vært dødelig for de 5 italienske dykkerne

Hypotesen som sirkulerer for tiden er at noe lignende skjedde med dykkerne som døde på Maldivene, men med en netto nedadgående kraft. Munningen av den nedsenkede grotten Thinwana Kandu kan ha gitt forholdene til å generere en kraftig vannstrøm via Venturi-effekten som ville ha presset de 5 italienske dykkerne inn i det underjordiske systemet, med dødelige konsekvenser. La oss se hvordan.

Strømmen går gjennom hulens munning der den kommer inn ved å kanalisere seg inn i en relativt smal passasje. På grunn av Venturi-effekten er hastigheten på strømmen som kommer inn i hulen høyere enn hastigheten på strømmen utenfor hulen. Som et resultat er trykket betydelig lavere enn det utenfor hulen.

Dykkerne nær huleinngangen befinner seg i et fort på dette tidspunktet trykkgradient: over dem, utenfor hulen, har vannet et høyere trykk; under dem, inne i hulen, er trykket lavere. Det er trykkforskjellen mellom over og under som trekker dem nedfordi den genererer en nettokraft som presser mot lavtrykksområdet, dvs. inn i hulen. Faktisk har væskene en tendens til å bevege seg i denne retningen for å tilbakestille gradienten og gjenopprette trykkbalansen. Vi snakker om «Jeg suger» fra hulens side, men det er en feilbetegnelse: teknisk sett fra et fysisk synspunkt det var ikke vannet i hulen som tiltrakk dykkernes kropper, men vannet utenfor hulen som presset dem inn.

Den samme imponerende vannstrømmen kan ha hevede sedimenter inne i hulen, noe som bringer sikten til praktisk talt null og gjør det enda vanskeligere for dykkere å komme opp.

Ifølge Bolognini kunne strømmen ha dratt alle fem dykkerne inn i hulen eller til og med bare én: På det tidspunktet ville de andre ha gått inn for å redde den første, og alle ville ha dødd av kvelning og hjertestans fanget i det underjordiske miljøet.

Undersøkelser og bevis skal fortsatt analyseres

Bekreftelse av denne hypotesen kan komme innen kort tid: de finske dykkerne som er involvert i bergingsoperasjonene har overlevert likene til politiet GoPro-kameraer hei håndleddsdatamaskin gjenvunnet i hulesystemet. Materialet vil bli undersøkt av maldiviske etterforskere og påtalemyndigheten i Roma, som rekonstruerer dynamikken i hendelsen.

For etterforskere kunne enhetene gi nøkkelelementer for å avklare de siste øyeblikkene: stien som dykkerne fulgte, dybden nådd, siktforholdene og eventuelle tekniske vanskeligheter inne i hulene.