EL CLIMA

¿Cuánto pesa la atmósfera?

Si estamos sobre el nivel del mar podemos decir también que estamos en el fondo de un océano de aire.

Evangelista Torricelli mediría esa presión con un experimento famoso. Para 1643 había surgido un problema extraño e interesante. Los mineros usaban bombas para subir el agua, pero ninguna de las mismas podía elevarla más de 10 metros.

¿Por qué? Se creía hasta entonces que el vacío que producía una bomba hacía elevar el agua por la cañería, de la misma forma que la mayoría piensa ahora que es la fuerza de absorción de nuestros pulmones que eleva el líquido en la bombilla del mate. Pero no hay aspirador, por más potente que sea que eleve más de 10 metros el agua.

Torricelli hizo el cambio de visión del problema que lograría disipar el misterio. Propuso que no era la fuerza de la bomba ni del vacío lo que elevaba el agua, sino la presión atmosférica. Y esta presión tenía un límite, por lo que no conseguiría subir más que diez metros el nivel de agua en un tubo. Si estaba en lo cierto tenía que probarlo.

Eligió el líquido más pesado que conocemos, el Mercurio: 13,6 veces la densidad del agua. Si la presión atmosférica elevaba a casi diez metros el agua (cuya densidad es 1), al mercurio lo elevaría 1/13,5 de esa altura. Torricelli llenó un tubo de 1,80 m de altura con mercurio, lo tapó y lo dio vuelta sobre un plato con mercurio. Al destaparlo la columna de mercurio descendió hasta una altura de 76,2 cm, que era lo esperado según la hipótesis. Así fue que se midió por primera vez la presión que ejerce este océano de aire sobre nosotros. El valor de esa presión es de aproximadamente 1,033 Kg por centímetro cuadrado. Sólo en la palma de su mano está recibiendo una fuerza de 50 Kg.

Decimos aproximadamente, porque el valor de la presión atmosférica varía hora a hora y de lugar a lugar. Para estandarizar un poco el asunto se toma un valor promedio (el que dimos más arriba) y se dice que ese es el valor de una atmósfera.

PRESION ATMOSFERICA:
La presión atmosférica es el peso de una columna de aire que tiene como base la unidad de superficie y como altura la de la atmósfera. Anteriormente unidad empleada para medir la presión atmosférica fue el "milímetro de mercurio" (mm Hg), donde la altura de 760 mm de la columna de mercurio era la presión considerada normal a nivel del mar.

Posteriormente, se generalizó el empleo del sistema CGS, basado en el centímetro, el gramo y el segundo. Por tal motivo, la elección lógica era la "baria", correspondiente a una fuerza de una dina actuando sobre una superficie de un centímetro cuadrado. Sin embargo, como la baria resultaba demasiado pequeña para los fines prácticos, se decidió adoptar una unidad un millón de veces mayor: el "bar" (1 bar = 1.000.000 barias).

En el campo específico de la meteorología, se hizo común el uso de la milésima de bar, el "milibar" (mb). En la actualidad, la comunidad científica internacional ha adoptado el Sistema Internacional (SI), cuyas unidades fundamentales son el metro, el kilogramo y el segundo. Para este sistema la unidad de presión es el newton por metro cuadrado, denominado "pascal" (PA). Debido a que es una unidad muy pequeña y a efectos de facilitar la transición de un sistema a otro, se ha optado por expresar la presión atmosférica en "hectopascales" (hPA), es decir, en centenares de pascales. El hectopascal es idéntico al milibar (1 hPA = 1mb), de modo que no requiere mayor esfuerzo admitir dicho cambio en la denominación. Tanto la Organización Meteorológica Mundial (1982) como la Organización de Aviación Civil Internacional (1985) han abandonado ya, definitivamente, el uso del milibar, adoptando en su lugar el hectopascal como unidad de base para la medida de la presión atmosférica.

VARIACION DE LA PRESION CON LA ALTURA:
A medida que uno asciende la presión atmosférica decrece. En capas bajas cerca de la superficie la disminución de la presión con la altura es de aproximadamente 1hPa cada 8m. Esta relación va disminuyendo a medida que la altura aumenta.

PRESION A NIVEL DEL MAR:
Como la presión varía con la altura es necesario establecer esta reducción para poder realizar comparaciones. Esta suposición es teórica y cuanto más elevada esté la estación tanto más estará afectada por el error de la reducción.

LA PRESION ATMOSFERICA Y EL VIENTO:
Se considera a la atmósfera como un fluido. Considerando la variación de la temperatura sobre la superficie del globo, el aire se desplaza desde las zonas de mayor densidad (altas presiones) hacia las de menor densidad (bajas presiones) y si consideramos además la rotación de la tierra, sobre este aire en movimiento actúa una fuerza que se denomina de Coriolis, la que produce un desvío de las partículas de aire hacia la izquierda de movimiento en el hemisferio sur y hacia la derecha del movimiento en el hemisferio norte.

PRESION ATMOSFERICA
¿Por qué el agua sube por la bombilla al aspirar? No es por la fuerza de succión que uno hace solamente. Aunque parezca no tener nada que ver, para tomar mate usamos el peso del aire sobre nuestras cabezas. Todo el aire que hay por encima de nosotros tiene un peso. Tanto los gases como los líquidos distribuyen esa presión en todas direcciones. Antes de seguir aclaremos el significado de una palabra: Presión. Para la física la presión no es una fuerza. Las fuerzas actúan en determinadas direcciones, la presión no.

Para tener una idea acertada, pensemos en la presión como la fuerza por unidad de superficie. Esa es justamente su definición. Es una fuerza distribuida en una superficie, así que cada vez que aparezca una presión irá acompañada de unas unidades como ser Kg/cm2, que indica que es una fuerza de tantos kilogramos por cada centímetro cuadrado de superficie que se exponga a dicha presión. ¿Cómo es esto, entonces de la presión en todas direcciones? No es que estando bajo techo no sintamos el peso de la atmósfera y al salir a un espacio abierto nos caiga repentinamente todo ese peso. Sabemos por experiencia que esto no es así. Justamente ese peso se distribuye en todas direcciones. Sobre el mate está siendo ejercida una presión desde todos lados. Lo que hacemos al aspirar es disminuir la presión en el interior de la bombilla, entonces el líquido va a sentir una presión más grande viniendo desde afuera del mate, y se va a introducir en la bombilla donde hay menor presión. Por esa razón los dentistas sugieren, luego de una extracción, no tomar mate porque al crear una disminución de la presión en la boca, ésta puede abrir las heridas. Lo mismo pasa con un sorbete. Si el mismo está perforado, costará mucho absorber el líquido porque la presión atmosférica actuará por el orificio compensando la disminución de presión por absorción.

Un experimento: Si tomás una gaseosa o cualquier líquido, pruebá hacerlo con dos sorbetes, uno que vaya de tu boca al líquido, como se estila, y el otro de tu boca hacia fuera de la lata o vaso. Cuando intentes absorber verás que esta tarea resulta imposible. El segundo sorbete iguala instantáneamente las presiones externa e interna de tu boca. Es algo similar a lo que sucede con el sorbete roto o perforado.