Presión atmosférica
La presión atmosférica o barométrica es la fuerza que ejerce la columna de aire de la atmósfera sobre la superficie terrestre, en un punto determinado. Es un dato de importancia, ya que es uno de los factores que determinan las condiciones climáticas de una zona.
El aire en la atmósfera contiene diferentes partículas en movimiento, principalmente nitrógeno y oxígeno. Estas partículas aplican una fuerza sobre la superficie de la Tierra debido a la gravedad. Por tanto, mientras más partículas haya en el aire, mayor presión se ejercerá sobre un punto.
La presión o fuerza ejercida por la columna de aire es inversamente proporcional a la altitud con respecto a un punto. Es decir, cuanto mayor es la altitud sobre el mar, menor es la presión atmosférica, y conforme nos aproximamos al nivel del mar, más alta es dicha presión.
Por esa razón, la presión que se percibe en un pueblo ubicado al nivel del mar será mucho mayor que la de un alpinista en la cima del Everest. Esto es debido a que la columna de aire sobre el Everest es menos densa y contiene menos partículas en total, comparado con cualquier columna de aire sobre el pueblo.
La presión atmosférica a nivel del mar se conoce como presión atmosférica normal, con un valor de 1 atmósfera. Cabe mencionar que la presión atmosférica sigue aumentando si descendemos por debajo del nivel del mar. De hecho, el punto de mayor presión en la Tierra es en el núcleo, aunque ya no hablamos de presión atmosférica.
Los factores que afectan a la presión atmosférica son la altitud, la temperatura, la densidad del aire y la latitud. Por ejemplo, en la zona ecuatorial la presión es menor que en las zonas polares, pues la zona ecuatorial está más alejada del centro de la Tierra.
Para medir la presión, usualmente se utiliza un instrumento llamado barómetro. Ahora, si conocemos variables como la altura y la densidad del aire, podemos emplear una fórmula que presentamos a continuación.
Fórmula de la presión atmosférica
La fórmula para calcular la presión atmosférica o barométrica se rige por los principios de la ecuación fundamental hidrostática. La ecuación es la siguiente:
Patm = ρ·g·h
En que:
- Patm es igual a la presión ejercida en un punto del fluido, en pascales, Pa.
- ρ es igual a la densidad del fluido, en kilogramos sobre metro cúbico, kg/m3.
- g es igual a la aceleración por efecto de la gravedad, que equivale a 9,81 m/s2.
- h es igual a la profundidad o altura desde un punto de referencia, en metros, m.
Por ejemplo, supongamos que deseamos calcular la presión ejercida sobre el mercurio a 0,76 metros de altura. La densidad del mercurio, a temperatura ambiente, es de 13 550 kg/m3.
Teniendo estos datos en cuenta:
Pa = 13 550 kg/m3 x 9,81 m/s2 x 0,76 m = 101 023 Pa
La presión atmosférica ejercida sobre el mercurio es 101 023 Pa.
Para realizar cálculos de presión atmosférica más precisos, se emplea otra fórmula más compleja llamada fórmula barométrica:
En que:
- P es la presión atmosférica o barométrica, en pascales, Pa.
- Pb es la presión de referencia, en pascales, Pa.
- Tb es la temperatura de referencia, en kelvin, K.
- Lb es la tasa de caída de la temperatura, en kelvin sobre metro, K / m.
- h es la altura a la que calculamos la presión, en metros, m.
- hb es la altura que corresponde a la presión de referencia, en metros, m.
- g0 es la aceleración por efecto de la gravedad, que equivale a 9,81 m/s2.
- M es la masa molar del aire en la Tierra, que equivale a 0,02896 kg / mol.
- R* es la constante de los gases ideales, que equivale a 8,315 J / (mol·K).
Unidades y valor de la presión atmosférica
Existen diversas unidades de medida para representar la presión atmosférica. La unidad oficial en el Sistema Internacional es el pascal (Pa) o hectopascal (hPa). Un pascal equivale a un kilogramo sobre metro por segundo al cuadrado, kg / m·s2.
La primera unidad que surgió para medir la presión atmosférica fue el milímetro de mercurio, mmHg. A esta medida también se le llamó Torricelli (torr), en honor al físico y matemático Evangelista Torricelli.
Otras unidades que se emplean son la atmósfera (atm), el bar o milibar (mbar), la libra de fuerza por pulgada cuadrada (psi) y los metros de columna de agua (m.c.a. o mca).
El valor de la presión atmosférica al nivel del mar es de 1 atmósfera. Las equivalencias de este valor en otras unidades son las siguientes:
- 101 325 Pa
- 1013,25 hPa
- 760 mmHg o torr
- 1,01325 bar
- 14,69595 psi
- 10,3323 m.c.a.
Cabe decir que la libra de fuerza por pulgada cuadrada (psi) se usa principalmente en Estados Unidos.
A partir de la unidad de metro de columna de agua (m.c.a.), podemos deducir que de cada 10,33 metros que descendemos en el agua, la presión aumenta aproximadamente 1 atmósfera. Por tanto, a 100 metros bajo la superficie del agua, nos sometemos a una presión cercana a 9,68 atmósferas.
Cómo medir la presión atmosférica
El instrumento para medir la presión atmosférica se conoce como barómetro. Es por ello que la presión atmosférica también recibe el nombre de presión barométrica.
Existen diversos tipos de barómetros. Los más importantes son los barómetros de mercurio y los aneroides.
Barómetro de mercurio
Es el primer barómetro de la historia, inventado por Evangelista Torricelli en 1643. Se trata de un tubo de vidrio abierto en el extremo inferior y cerrado en el extremo superior. Este tubo se llena de mercurio (Hg), cuyo nivel sufre variaciones según el peso de la columna del aire que descansa sobre el aparato.
Veamos cómo es posible.
En el llamado experimento de Torricelli, el científico llenó totalmente un tubo de un metro de longitud con mercurio y lo cerró con un dedo. Luego le dio la vuelta, lo colocó a una determinada inclinación en un recipiente, también con mercurio, y liberó la boca del tubo.
Al hacer esto, el líquido descendió, pero el descenso se detuvo a una altura de 76 cm, lo que generó un vacío en el extremo superior. De esto se dedujo que la presión en el vacío equivale a 0. Con estos datos, Torricelli logró calcular la presión atmosférica.
Barómetro aneroide
Inventado en 1843 por Lucien Vidie, este barómetro consta de una cápsula metálica plateada. Esta cápsula está en contacto con una palanca sujeta a unos engranajes que, a su vez, se encuentran unidos a una aguja indicadora.
La cápsula se contrae cuando hay mayor presión o se expande cuando hay menor presión, lo que impulsa el movimiento de los engranajes y activa la aguja indicadora. Actualmente, es uno de los instrumentos más utilizados por la facilidad de su transporte y uso.
Vea también: Hidrostática y Qué es el Viento.
Cómo citar: Rhoton, Stephen (19/08/2025). "Presión atmosférica". En: Significados.com. Disponible en: https://www.significados.com/presion-atmosferica/ Consultado:
