¿Qué es un barómetro y para qué sirve?
Llamamos «barómetro» al instrumento que se utiliza para medir la presión atmosférica, que es la fuerza por unidad de superficie que ejerce el aire sobre un punto determinado.
El barómetro es uno de los dispositivos más frecuentes en las estaciones meteorológicas, ya que, al igual que otros instrumentos (como el termómetro, el pluviómetro, el anemómetro, etc.), nos permite obtener datos para comprender mejor las condiciones del tiempo actual.
Para conocer si el valor de presión medido es alto o bajo, se toma de referencia una presión atmosférica “normal” a nivel del mar, que es de 1013,25 hPa (o 1 atm).
Como la presión atmosférica en un determinado área equivale al peso de la columna de aire que se encuentra por encima, queda claro que esta variable disminuye con la altura, ya que, a medida que ascendemos, la cantidad de aire que tenemos por encima es menor.
Por otra parte, las variaciones horizontales de presión pueden deberse a diferencias de temperatura (el aire más cálido es menos denso y más liviano) o a la presencia de perturbaciones atmosféricas.
Cuando la presión atmosférica en superficie es baja o sufre una caída abrupta, se dice que las condiciones del tiempo son inestables. Esto se debe a que la bajas presiones en superficie favorecen movimientos ascendentes de aire, que dan lugar a la formación de nubes y fenómenos como lluvias o tormentas. Por el contrario, medir altas presiones en superficie es un indicador de condiciones estables.
Medir la presión de manera sistemática nos permite conocer la tendencia general a corto plazo de esta variable, pero también nos posibilita elaborar mapas de presión atmosférica a mayor escala, con líneas que conectan puntos de igual presión, llamadas «isobaras». Estos mapas, conocidos como “mapas de isobaras”, se utilizan para seguir el desplazamiento de los centros de baja y alta presión, y, a su vez, estimar la dirección y velocidad del viento, dado que este se mueve principalmente por diferencias de presión.
Cuanto más apretadas se encuentren las isobaras, mayor será el gradiente de presión y la velocidad del viento. Por el contrario, si las isobaras están muy separadas entre sí, más débil y variable será el viento.
Por lo general, en meteorología, la presión atmosférica se mide en milibares (mbar) o hectopascales (hPa), siendo ambas unidades equivalentes. Sin embargo, la unidad de medida oficial en el Sistema Internacional (SI) es el pascal (Pa). Otra unidad de medida tradicional es el milímetro de mercurio (mmHg).
La presión atmosférica “normal” a nivel del mar puede escribirse como 1013,25 hPa, 1013,25 mbar o 760 mmHg.
Tipos de barómetro
Los primeros barómetros aparecieron en el siglo XVII. Desde entonces, su tecnología no ha dejado de evolucionar, y hoy en día existe una gran variedad de ellos. Los tipos más importantes son:
- Barómetro de mercurio
Es el barómetro original, creado por el matemático Evangelista Torricelli en 1643. Consiste en un tubo de vidrio vertical de 800 mm de altura, cerrado solamente en su extremo superior, sumergido en una cubeta que contiene mercurio.
Cuando la presión atmosférica es de 1013,25 hPa (valor estándar a nivel del mar), el peso de la atmósfera hace que el mercurio de la cubeta se introduzca por el extremo inferior del tubo hasta alcanzar una altura de 760 mm aproximadamente. Sin embargo, cuando la presión atmosférica comienza a aumentar, la altura del mercurio dentro del tubo también crece. Por el contrario, si la presión disminuye, la altura del mercurio también lo hace.
En resumen, Torricelli observó que la altura de la columna de mercurio dentro del tubo depende directamente de la presión que la atmósfera ejerce sobre el líquido de la cubeta. Por tal motivo, dedujo que dicha altura podía utilizarse como medida de la presión.
En la actualidad, el barómetro de mercurio se utiliza cada vez menos, ya que dicha sustancia es tóxica.
- Barómetro aneroide
Mide la presión por medio de la deformación de una cápsula metálica expuesta al peso de la atmósfera, y la expresa con el movimiento de una aguja.
Cuando dicha aguja se reemplaza por una plumilla con tinta, se puede registrar como varía la presión. Si eso ocurre, el instrumento se convierte también en un «barógrafo», capaz de expresar los cambios de presión en un papel milimetrado.
- Barómetro de gas
A diferencia del barómetro aneroide, este instrumento mide la presión en función de la expansión o compresión de un gas determinado, cuyo comportamiento depende directamente de la presión atmosférica.
¿Cómo se utilizan los barómetros?
Como la medición de la presión atmosférica se ve condicionada por la altitud (ya que la presión decrece con la altura), siempre debe realizarse una conversión de los datos que permita compararlos con otras mediciones a nivel del mar, por medio de una calibración especial del barómetro. Esto permite analizar los cambios de presión sin que nos importe la altura a la que nos encontremos.
Por otro lado, también existen sensores que miden la presión y nos indican el valor de la variable convertida a “altitud cero”. Estos suelen encontrarse en las estaciones meteorológicas, y son de gran ayuda para analizar los cambios de presión a través del tiempo.