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Barómetro y Barógrafo: observando la presión atmosférica

Una variable de suma importancia para el conocimiento y estudio de las variaciones del tiempo es la presión atmosférica. ¿Conoces el instrumento con que se mide? ¿Cómo ella varía? Te lo contamos aquí.

El barógrafo es el aparato utilizado para registrar las variaciones de la presión atmosférica,
Antiguo barógrafo de observatorio meteorológico.

La fuerza que ejerce el peso del aire por unidad de área se denomina presión atmosférica. Su unidad de medida es la atmósfera, definida como "la cantidad de peso que ejerce una columna de mercurio de 760 milímetros de altura a una latitud de 45º, al nivel del mar y a una temperatura de 0º centígrados”; aunque en Meteorología se usan los hectopascales o los milímetros de mercurio. La relación entre estas medidas es la siguiente: 1 atmósfera son 1.013,2 hPa ó 760 mm de mercurio.

La presión atmosférica disminu­ye con la alti­tud, debido a que cuanto más alto está un punto sobre el nivel del mar menos capa de aire tiene por encima. Esta disminución no se realiza por igual en toda la atmósfera, se produce rápidamente en las capas bajas. Por ejemplo, en los 5 primeros kilómetros, que es donde se concentra más de la mitad del aire existente en toda la atmósfera, el descenso es de 1,33 hPa por cada once metros de ascensión; mientras que en las capas atmosféricas más altas, la disminución es más lenta.

Si nos movemos horizontalmente, la variación de la presión es mucho más irregular pero es fundamental en la mecánica atmosférica. Esta variación está directamente relacionada con la distribu­ción de la radiación solar y las diferencias en el calentamiento de la superficie terrestre. Estos cambios horizontales se represen­tan en los mapas meteorológicos mediante las isobaras, líneas que unen los lugares que tienen igual presión.

Medir la presión atmosférica, el experimento de Torricelli

El aparato encargado de medir las variaciones de presión recibe el nombre de barómetro. Su inventor fue Evangelista Torricelli en el siglo XVII, y desde esa época, hasta nuestros días, éstos aparatos han cambiado mucho de forma, aunque su base sigue siendo el experimento del físico y matemático italiano.

Barómetro de mercurio que se utilizaba en los observatorios meteorológicos y experimento de Torricelli en el que se basan estos aparatos
Barómetro de mercurio de observatorio meteorológico y descripción del experimento de Torricelli. Fuente: AdobeStock y elaboración propia.

Este ensayo consistió en un tubo de 800 milímetros de altura lleno de mercurio y cerrado por su extremo superior. Torricelli sumergió el extremo abierto en una cubeta también con mercurio y observó que el líquido del tubo descendía hasta estabi­lizarse en 760 milímetros de altura. Esto se produce al equilibrarse las presiones ejercidas por la atmósfera sobre la superficie del mercurio de la cubeta con la columna de mercurio contenido en el tubo.

Barómetros y barógrafos

En los observatorios meteorológicos se utilizaban hasta hace poco los barómetros de mercurio, por ser el líquido más denso que se conoce y porque se evapora poco a las temperatu­ras ordina­rias. Por ejemplo, si utilizára­mos agua la columna sería unas diez veces más alta que la que se utiliza con el mercurio.

En la actualidad se han sustituido por barómetros aneroides, muy parecidos a los que tenemos en nuestras casas. Los más utilizados consisten en una o en varias cápsulas metálicas de paredes delgadas y acanaladas, para aumentar así su sensibilidad, que van herméticamente cerradas y en cuyo interior se ha hecho el vacío.

Los barómetros aneroides han sustituido a los de mercurio para medir la presión atmosférica.
Barómetro aneroide moderno.

Como la presión atmosférica que actúa sobre estas paredes no es contrarrestada por ninguna presión interior, tiende a aplastar la cápsula. Para evitarlo, por lo menos en parte, se le aplica un resorte que tiende a tirar de dichas paredes en contra de la presión atmosférica. Así, pues, cuando la presión exterior aumenta, el resorte cede algo y la cápsula se aplasta; si por el contrario, la presión atmosférica disminuye, el resorte tiene mayor eficacia y la cápsula se abomba. Mediante un sistema de palancas y engranajes, la variación es trasladada a una aguja que es la que marca la presión atmosférica.

Cuando la aguja es sustituida por un brazo inscriptor que termina en una plumilla con tinta para realizar el registro de esta variable meteorológica, nos encontramos con el aparato denominado barógrafo. La medida se efectúa sobre una banda de papel situada en un rodillo que gira sobre su eje gracias a un mecanismo de relojería. Lo más habitual es que sea un registrador semanal de presión y así obtener una visión más clara de las variaciones.