AULA 02 Propriedades físicas da água ATUALIZADO[2803]

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PROPRIEDADES 
FÍSICAS DA ÁGUA
PROF. RODRIGO AUGUSTO XAVIER DE SOUSA BARROS
FISIOTERAPIA AQUÁTICA
• Para utilização desse recurso:
• O conhecimento dos PRINCÍPIOS FÍSICOS DA ÁGUA é de fundamental
importância para programação, formulação e desenvolvimento dos
tratamentos, independentemente da patologia, métodos de tratamento ou
quadro de deficiência dos pacientes indicados para a fisioterapia aquática;
• Todos os protocolos de exercícios aquáticos devem ter como metas dois fatores
importantes:
• A resposta fisiológica do corpo imerso no meio líquido;
• Propriedades físicas da água.
FISIOTERAPIA AQUÁTICA
PROPRIEDADES 
FÍSICAS DA ÁGUA
RESPOSTAS 
FISIOLÓGICAS DO CORPO 
EM IMERSÃO
FATOR
PSICOLÓGICO
O EXERCÍCIO NA ÁGUA SOFRE INFLUÊNCIA:
Água é benéfica para aqueles que compreendem seus princípios.
FORÇAS FÍSICAS DA 
ÁGUA
EXERCÍCIO
RESPOSTAS COMPLEXASPATOLOGIAS
PRECISA-SE LEMBRAR ...
• HIDROSTÁTICA (imersão em repouso)
• HIDRODINÂMICA (água ou corpo em movimento)
• TERMODINÂMICA (troca de calor entre o corpo e o meio)
• Convecção – transferência de calor com
transformação de um meio fluido a vapor, ou seja,
em piscina terapêutica se produz umidade relativa
ao ar assim como evaporação no próprio corpo
submerso, como forma de resfriamento.
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
• CARACTERÍSTICAS DA ÁGUA
- H2O;
- Usada terapeuticamente em 
todos os seus estados: líquido, 
sólido ou gasoso;
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
• Pesquisa e uso das propriedades da água;
• Diminuição da ação da gravidade;
• Ambiente ideal para reabilitação.
Becker e Cole, 2000
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
• Densidade;
• Empuxo;
• Pressão hidrostática;
• Turbulência;
• Viscosidade;
• Tensão Superficial;
• Refração;
• Temperatura.
Densidade
Relativa
DENSIDADE RELATIVA
• A água, como toda substância composta por matéria, apresenta uma
determinada densidade, ou seja, pode ser caracterizada pela relação entre a
sua massa e seu volume.
• A densidade relativa, por sua vez, remete à relação entre a densidade de
uma substância ou objeto com a densidade da água.
• Deste modo, sabendo-se que a gravidade específica da água é
aproximadamente 1, todo objeto ou corpo que for colocado no ambiente
aquático, e apresentar uma densidade menor do que a da água, flutuará.
• Caso a sua densidade seja maior do que a da água, o corpo afundará.
DENSIDADE
• Densidade: pode ser caracterizada pela relação entre a sua massa e seu
volume.
• Densidade Relativa: remete à comparação entre as densidades de
diferentes substâncias (corpo X água).
• ρágua = 1, então:
corpo densidade menor do que a da água = flutua
corpo densidade maior do que a da água = afunda
(CARREGARO; TOLEDO, 2008)
DENSIDADE RELATIVA
• Densidade Relativa do Corpo
Humano
• Criança ≈ 0,86
• Adulto ≈ 0,97
• Adulto/Idoso ≈ 0,86
(CAMPION, 2000)
DENSIDADE
Gravidade 
Específica
Propriedade que 
determina se objeto 
irá flutuar
Relação entre a 
densidade da substância 
e a densidade da água
DENSIDADE
Empuxo
EMPUXO
• Princípio de Arquimedes
EMPUXO
• Princípio de Arquimedes
"Quando um corpo é submerso em um líquido, ele sofre uma FORÇA DE
FLUTUABILIDADE igual ao peso do líquido que desloca.”
FLUTUAÇÃO
• Força de Empuxo
Força que age contra a gravidade -
relacionada com o volume de água
deslocado pelo corpo submerso.
FLUTUAÇÃO
FLUTUAÇÃO
FLUTUAÇÃO
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
• Flutuação na água (Metacentro)
EMPUXO X GRAVIDADE
EQUILÍBRIO
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
Pcorpo= Plíq. desloc.
FLUTUAÇÃO
• Um objeto imerso apresenta menor peso na água do que em terra.
• Força de flutuação!
“ O princípio aplica-se igualmente aos objetos flutuantes. 
Um ser humano com gravidade específica 0,97 atingirá 
equilíbrio de flutuação quando 97% do seu volume estiver 
submerso”
FLUTUAÇÃO DA ÁGUA - METACENTRO
• Se o corpo imerso tiver uma massa
igual ao volume de líquido deslocado, o
centro de gravidade e de flutuação
estarão alinhados verticalmente;
• Porém, se a massa imersa for diferente
ao volume de água deslocado os
centros de flutuação e gravidade
estarão desalinhados;
• O uso de algum equipamento pode
causar esse desalinhamento, assim as
forças rotacionais irão atuar sobre o
corpo para buscar o equilíbrio.
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
• Flutuação na água (Metacentro)
- Se CG e CF estiverem desalinhados  Forças Rotacionais (CF).
• Se massa do corpo =
massa de fluido deslocado,
centro de gravidade e
centro de flutuação
estarão alinhados
• Efeito rotatório
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
• Flutuação pode ser alterada pelo
ajuste da imersão.
FLUTUAÇÃO E SUSTENTAÇÃO DE PESO
Piscina rasa 
x
Piscina funda
A
 flu
tu
a
çã
o
 p
o
d
e
 se
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ssistiva
, re
sistiva
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e
 a
p
o
io
.
Pressão 
Hidrostática
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
• Lei de Pascal
A pressão hidrostática é definida como a força exercida por um fluido,
igualmente, sobre toda a área da superfície de um corpo imerso em repouso, a
uma dada profundidade.
PRESSÃO DO LÍQUIDO 
SOBRE O CORPO 
IMERSO.
PRESSÃO HIDROSTÁTICA
PRESSÃO HIDROSTÁTICA
• A água exerce uma pressão em todas as
direções;
• Esta pressão é influenciada pela densidade do
líquido e pela profundidade, pois a coluna de
líquido acima do corpo será responsável pela
pressão;
• Consequentemente, quanto maior a
profundidade, maior a pressão exercida.
PRESSÃO HIDROSTÁTICA
• Quanto maior a profundidade, maior a pressão exercida.
Refração
REFRAÇÃO
• Quando uma luz passa de um meio para o outro com densidades diferentes
sofre uma transformação nessa interface;
• Uma parte dessa luz reflete na interface (ar/água) enquanto a outra parte
que passa para dentro do novo meio (água) muda sua direção;
• A refração é a razão pela qual as piscinas, vistas de fora da água, parecem
ser mais rasas do que realmente são;
• O corpo imerso, em movimento, também aparenta essas distorções, com
isso o acompanhamento dos movimentos articulares bem como as
orientações posturais se tornam mais difíceis se o fisioterapeuta ou instrutor
estiver fora da piscina.
REFRAÇÃO
• Refração
"É a deflexão de um raio quando ele passa de um meio mais denso a um meio
menos denso e vice-versa.”
REFRAÇÃO
●Necessidade de acompanhar de perto o paciente na água.
Ex1. Da borda da piscina, uma pessoa em pé com a água pela cintura parece ter
tronco e pernas encurtados.
Ex 2. Quando a pessoa imersa dentro da piscina está mais afastada do
observador, a mudança de ângulo é maior e a diferença entre a posição real e a
visualizada aumenta.
Tensão 
Superficial
TENSÃO SUPERFICIAL 
• As superfícies dos líquidos possuem comportamentos diferentes do corpo
do líquido;
• Foi observado que a superfície de um líquido tem comportamento similar a
de uma membrana sob tensão;
• É a força entre as moléculas da superfície de um fluido que resulta nessa
membrana e que estabelece a interface entre a água e a atmosfera;
• A tensão superficial é responsável pela sustentação de pequenos insetos na
superfície da água;
• Para corpos de tamanho e massa semelhantes ao corpo humano, a tensão
superficial é uma força muito pequena, desprezível se comparada às forças
de peso e empuxo para um sujeito boiando próximo à superfície da água.
MERGULHADOR EM 
POSIÇÃO VERTICAL X 
HORIZONTAL = GASTO 
ENERGÉTICO
A força resistiva da tensão superficial torna-se uma
variável ativa na medida em que a área da superfície
aumenta.
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
• Tensão Superficial
"Força exercida entre a superfície da molécula e o fluido.”
Coesão
Adesão
Força de atração de moléculas
próximas do mesmo tipo de matéria.
Força de atração de moléculas
próximas de diferentes tipos de
matéria.
Viscosidade
VISCOSIDADE
• A água em uma temperatura ambiente, e nas suas variações para uso
terapêutico, é um líquido;
• Todos os líquidos possuem VISCOSIDADE, que remete a QUANTIDADE DE
ATRITO ENTRE AS MOLÉCULAS;
• QUANTO MAIOR FOR A ATRAÇÃO MOLECULAR, MAIS DENSO SE
TORNARÁ O LÍQUIDO;
• Quanto maior fora viscosidade do líquido mais força deverá ser realizada
para criar um movimento dentro de um líquido;
• Em resumo, quanto maior a temperatura da água menos viscosidade haverá
e mais fácil será produzir movimento neste líquido, ao contrário, quanto
menor a temperatura da água (mais fria) maior será a viscosidade e maior
também será a força para produzir o movimento.
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
• Viscosidade
"Fricção que ocorre entre moléculas de um líquido.”
Viscosidade na água é 
790 vezes maior que 
no ar
Movimentos lentos
Resistência 3D
↑Temperatura 
↓Viscosidade
Mais fácil se 
movimentar
Turbulência
TURBULÊNCIA (FLUXO)
• Termo utilizado para descrever os redemoinhos que acompanham um
objeto em movimento na água.
PRESSÃO
VELOCIDADE
FORMATO DO 
CORPO
FLUXO
• O comportamento de um líquido é controlado pela natureza e velocidade do
fluxo;
• Fluxo Laminar – fluxo alinhado, em movimento firme e contínuo de líquido,
com velocidade constante em qualquer ponto fixo do fluxo;
• Fluxo Turbulento – produzido quando a velocidade de fluxo é aumentada
além de um certo nível (velocidade crítica), ocasionando movimentos
rotatórios denominados redemoinhos. Líquidos com alta viscosidade
apresentam alta velocidade crítica.
TURBULÊNCIA (FLUXO)
• Fluxo Laminar – suave e lento (paralelo);
• Fluxo Turbulento – rápido (desorganizado).
FLUXO - TURBULÊNCIA
• Resistência da água
“Quanto mais alinhado o objeto, menor será a resistência, ou seja, a mão em
concha terá uma maior resistência do que a mão estendida.”
(CANDELORO; CAROMANO, 2004)
Viscosidade
Velocidade
TURBULÊNCIA
• Em suma, a turbulência:
• Aumenta a resistência ao movimento, favorecendo o fortalecimento e a 
endurance musculares;
• Pode ser utilizada na regulação tátil;
• Favorece o equilíbrio e a estabilização;
• Aumenta o feedback proprioceptivo.
FORÇA DE ARRASTO
• Quando ocorre o movimento de um objeto em relação a um líquido, ele
sofre efeitos resistivos desse líquido que determina uma força chamada
força de arrasto;
• Quando nos movemos em velocidade através de um líquido, aumentamos a
força de arrasto;
• Esse efeito que causada pela força do arrasto é chamado de efeito esteira.
FORÇA DE ARRASTO
• Em grande parte das situações existe um
gradiente de pressão na direção do
escoamento do fluido;
• Conhecendo-se a área, haverá uma força
de arrasto associado ao gradiente de
pressão;
• O arrasto devido à pressão apresenta
uma total dependência do formato do
“objeto” (corpo ou flutuador) porque seu
valor é atribuído de acordo com as
distribuições de pressão ao longo da
geometria submetida ao escoamento.
ARRASTO/ DRAGA
PROPRIEDADES FÍSICAS DA ÁGUA
Temperatura
PROPRIEDADE TÉRMICA
• CALOR ESPESCÍFICO: Quantidade de energia para elevar em 1°C 1 g de
água;
• Habilidade de reter ou transferir calor;
• Convecção;
• Transferência constante de calor na interação do corpo com a água, e pode
determinar efeitos fisiológicos e a percepção térmica durante a terapia.
• Temperatura ideal 33° a 35°C.