Un objecte és més flotant en aigua salada que en aigua dolça, però per què? La flotabilitat d’un objecte està determinada per dues forces:

• La força cap a baix: igual al pes de l'objecte
• Força ascendent: igual al pes de l’aigua que l’objecte desplaça (es coneix com a Principi d’Arquimedes)

Les forces ascendents i descendents funcionen oposant-se entre elles. Com a resultat d'aquestes forces, l'objecte flotarà, s'enfonsarà o romandrà suspès a l'aigua. La flotabilitat de l'objecte es pot descriure d'una de les tres maneres:

• Negativament excel·lent: el pes de l’objecte és més gran que el pes de l’aigua que desplaça. L’objecte s’enfonsarà.
• Buoyant positivament: el pes de l’objecte és inferior al pes de l’aigua que desplaça. L’objecte flotarà.
• Neutralment Buoyant: el pes de l’objecte és exactament igual al pes de l’aigua que desplaça. L'objecte romandrà suspès a mig aigua i no flotarà ni s'enfonsarà.

L’aigua salada pesa més que l’aigua dolça

Un peu cúbic d’aigua salada pesa (de mitjana) 64, 1 lliures, mentre que un peu cúbic d’aigua dolça pesa només 62, 4 lliures. El motiu de la diferència de pes és que l’aigua salada té sal dissolta en ell.

La dissolució de sal en aigua augmenta la densitat de l'aigua o la massa per unitat de volum. Quan la sal s'afegeix a l'aigua, reacciona amb les molècules d'aigua, formant un enllaç polar amb l'aigua que reordena les molècules de sal i aigua amb un efecte inusual:

Una polzada cúbica de sal afegida a un volum d’aigua no augmentarà el volum d’aigua ni una polzada cúbica. Una explicació simplista és que les molècules d'aigua s'embalen estretament al voltant de les molècules de sal, estrenyent-se més a prop del que ho fan quan la sal no està present. Quan s’afegeix una polzada cúbica de sal a un volum d’aigua, el volum d’aigua augmenta menys d’una polzada cúbica.

Un peu cúbic d’aigua salada té més molècules que un peu cúbic d’aigua dolça i, per tant, pesa més.

Recordem que el Principi d’Arquimedes estableix que la força ascendent sobre un objecte submergit és igual al pes de l’aigua que desplaça. L’aigua salada pesa més que l’aigua dolça, de manera que exerceix una força ascendent més gran sobre un objecte submergit. Un objecte que desplaci un peu cúbic d’aigua dolça experimentarà una força ascendent de 62, 4 lliures, mentre que el mateix objecte d’aigua salada experimentarà una força ascendent de 64, 1 lliures.

Canvi entre aigua dolça i aigua salada

Arribats a aquest punt, és possible fer algunes prediccions generals sobre la flotabilitat d'un objecte (o un submarinista) quan es passa d'aigua dolça a salada i viceversa. Penseu en els casos següents:

• Un objecte que sigui neutre en l'aigua dolça flotarà quan es col·loca en aigua salada. A l’aigua dolça, el pes de l’objecte és exactament igual al pes de l’aigua que desplaça, i les forces descendents i ascendents sobre l’objecte són iguals. Quan l’objecte es trasllada a l’aigua salada, el pes de l’aigua que desplaça augmentarà i la força ascendent serà més gran que la força descendent. L’objecte serà positivament flotant en aigua salada.
• Un objecte que sigui neutre en l’aigua salada s’enfonsarà quan es col·loca en aigua dolça. A l’aigua salada, el pes de l’objecte és exactament igual al pes de l’aigua que desplaça, i les forces ascendents i descendents de l’objecte són iguals. Quan l'objecte és traslladat a aigua dolça, el pes de l'aigua que desplaça disminuirà i la força descendent sobre l'objecte serà més gran que la força ascendent. L'objecte serà negativament flotant en aigua dolça.
• Un objecte que sigui negatiu o positiu en l'aigua salada es tornarà més aviat negatiu quan es col·loca en aigua dolça, però no podem predir si s'enfonsarà o flotarà sense més informació. Un objecte experimentarà una força ascendent més feble en aigua dolça que en aigua salada i serà menys flotant en aigua dolça. Tanmateix, per determinar si l’objecte s’enfonsarà o surarà, cal conèixer el pes exacte de l’objecte i el pes exacte de l’aigua que desplaça.

• Un objecte que sigui negatiu o positiu en l'aigua dolça serà més positiu en ser posat en aigua salada, però no podem predir si s'enfonsarà o flotarà sense més informació. Un objecte experimentarà una força ascendent més forta en aigua salada que en aigua dolça i serà més flotant en aigua salada. Tanmateix, per determinar si l’objecte s’enfonsarà o surarà, cal conèixer el pes exacte de l’objecte i el pes exacte de l’aigua que desplaça.

Ponderació d’un submarinista

Està clar que un submarinista serà més positiu en l’aigua salada que en l’aigua dolça i haurà d’ajustar els pesos en conseqüència. El bussejador haurà de portar més pes en aigua salada del que haurà de portar en aigua dolça. La quantitat de pes que ha de portar el submarinista dependrà de diversos factors, inclosos la seva massa corporal, la seva protecció a l'exposició, el tipus de tanc que porta i els seus equips de busseig.

El cinturó de pes d'un submarinista és només un petit percentatge del seu pes total; el seu pes corporal, el dipòsit i el material d’immersió també contribueixen al seu pes i a la força descendent del seu cos. Els submarinistes solen canviar vestits de roba (o vestits de secà) i altres engranatges quan canvien els llocs de immersió i la força ascendent al submarinista pot variar segons aquests factors, i també segons el tipus d'aigua.

És impossible predir el canvi de pes necessari per a un submarinista individual sense conèixer el seu desplaçament d’aigua, el pes total i la salinitat de l’aigua en la qual s’hi capbussarà. La manera més fàcil per a un submarinista de determinar la ponderació adequada és realitzar una prova de flotabilitat sempre que canviant entre aigua dolça i salada i sempre que canvia un tros del seu equip d’immersió. No obstant això, atès que tots els factors es mantenen iguals, tret del tipus d'aigua, un submarinista pot haver de gairebé duplicar el seu pes en passar d'aigua dolça a salada o reduir-la a la meitat en canviar de sal a aigua dolça.

Consideracions addicionals

Per complicar les qüestions, la salinitat de l'aigua salada varia arreu del món. Alguns cossos d’aigua poden ser més salats que d’altres. Per descomptat, un submarinista serà més positiu en aigua salada. El pes mitjà d’un peu cúbic d’aigua salada és de 64, 1 lliures, però al mar Mort, un peu cúbic d’aigua pesa uns 77, 3 lliures! Un submarinista seria significativament més flotant al mar Mort.

La temperatura també afecta la densitat de l’aigua. L’aigua freda és més densa que l’aigua tèbia. L’aigua arriba a la seva densitat màxima a uns 39, 2 ° F, i un submarinista que s’aventura a l’aigua molt freda pot notar que és una mica més flotant que en aigua més càlida.

Molts llocs d'immersió requereixen que un submarinista es desplaci a través de capes de diferents temperatures de l'aigua (termoclines) o capes de diferents salinitats (haloclines). Un submarinista que es mogui entre aquestes capes notarà canvis en la seva flotabilitat.

Els objectes (com els submarinistes) seran més flotants en aigua salada que en aigua dolça. Predir la flotabilitat d’un submarinista requereix conèixer el seu pes total, inclòs l’engranatge, així com el pes de l’aigua que desplaça. És molt més fàcil realitzar un control de flotabilitat abans d’una immersió que intentar determinar matemàticament la quantitat de pes que hauria de portar un submarinista. A més, els submarinistes que utilitzin tancs d'alumini hauran de pesar-se per compensar el canvi de flotabilitat del dipòsit durant una immersió; un dipòsit d'alumini es tornarà més positivament a mesura que es buidi.