Lunes, 3 de agosto de 2009

por David Wright

El aire está a tu alrededor. Presiona contra tu cuerpo todo el tiempo. Por eso lo llamamos presión del aire. Normalmente, no notas la presión del aire porque te presiona uniformemente en todas las direcciones.

Cualquiera puede medir la presión del aire usando una herramienta llamada barómetro. Cuando usamos un barómetro para medir la presión del aire, el número resultante se llama presión barométrica.

Los barómetros funcionan porque el aire tiene peso. El aire que nos rodea comienza en la superficie de la Tierra y sube hasta lo más alto del cielo. Todo ese aire, toda la atmósfera, pesa unos 5 millones de millones de toneladas. No nos aplastamos porque todo ese peso se distribuye uniformemente por toda la superficie de la Tierra. La fuerza media que sentimos es de unos 5 kilos en cada centímetro cuadrado de nuestro cuerpo. Como el aire es fluido, esa fuerza se distribuye uniformemente por todo el cuerpo, no sólo en la parte superior de la cabeza.

Podemos medir la presión que ejerce el aire sobre nosotros con un dispositivo sencillo pero inteligente. Se llama barómetro de tubo en U y funciona como un balancín. Un balancín puede mantenerse en equilibrio siempre que haya el mismo peso en ambos lados. Si los pesos son diferentes, el balancín se inclina a favor del lado más pesado. Lo mismo ocurre con un barómetro de tubo en U. Mira el tubo de la izquierda. Contiene algo de agua.

Con ambos extremos abiertos al aire, los niveles de agua en cada lado son los mismos. Esto se debe a que la presión del aire sobre cada lado es la misma. El agua está equilibrada entre las fuerzas descendentes de cada lado, al igual que un balancín.

Sopla un poco de aire en el lado izquierdo. Los niveles de agua cambian porque has hecho que el aire presione más hacia abajo que el aire del lado derecho. En otras palabras, has aumentado la presión del aire en el lado izquierdo. El agua se mueve hasta equilibrar las fuerzas descendentes en ambos lados.

La pérdida de agua en el lado izquierdo reduce la fuerza descendente del peso del agua en el lado izquierdo. El aumento de agua en el lado derecho se suma a la fuerza descendente del peso del agua en el lado derecho. Esto equilibra la fuerza de la presión del aire que has añadido en el lado izquierdo.

Por otro lado, cuando aspiras aire del lado izquierdo, los niveles de agua cambian de forma diferente. Al quitar aire del lado izquierdo, has hecho que el aire presione menos que el aire del lado derecho. De nuevo, el agua se mueve hasta equilibrar las fuerzas descendentes en ambos lados.

Si utilizas una fuerte bomba de vacío para eliminar todo el aire del lado izquierdo, la presión del aire allí será cero. La única fuerza hacia abajo en el lado izquierdo sería la de una alta columna de agua en ese lado. La fuerza en el otro lado que equilibra todo el peso del agua es la fuerza descendente de la presión de aire normal en el lado derecho. Al hacerlo, el nivel del agua en el lado izquierdo sube hasta una altura de unos 34 pies. Esto no es muy práctico, por lo que los barómetros de tubo en U no utilizan agua como líquido.

En su lugar se utiliza el mercurio, porque es un metal líquido muy denso. El mercurio es unas 14 veces más denso que el agua. Como el mercurio es tan pesado, la presión atmosférica normal lo empuja a una altura de sólo unas 30 pulgadas, o 760 milímetros.

Los meteorólogos miden la presión atmosférica contando las pulgadas de mercurio en un barómetro. Otros científicos que trabajan con presiones de gases prefieren utilizar milímetros. Un milímetro de mercurio se conoce como «Torr». La unidad Torr recibe su nombre en honor a Evangelista Torricelli, que inventó el barómetro de mercurio en 1643.

Torricelli llenó un largo tubo de cristal con mercurio y lo invirtió en un plato. Observó que parte del mercurio no salía y que el espacio por encima del mercurio en el tubo era un vacío.

Torricelli fue la primera persona en crear y mantener un vacío. Llegó a la conclusión de que los cambios diarios en la altura del mercurio se debían a cambios en la presión atmosférica.

A nivel del mar, la presión barométrica es alta porque el nivel del mar es el lugar más bajo al que se puede llegar. Más aire por encima de ti crea más presión. En la alta montaña o en un avión, la presión barométrica es menor. Como estás más alto en la atmósfera, hay menos aire encima de ti, por lo que la presión que crea es menor.

En cualquier lugar, cuando la presión barométrica baja, puedes esperar una tormenta. Cuando aumenta, se puede esperar un tiempo soleado.

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