La historia del barómetro (y cómo funciona) - Asaf Bar-Yosef

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El barómetro es un instrumento que mide la presión del aire y que ayuda a meteorólogos y científicos a predecir fenómenos meteorológicos extremos de forma más exacta. A pesar de su gran utilidad, inventar el barómetro no fue nada fácil. Asaf Bar-Yosef describe qué científicos y qué eventos han contribuido al nacimiento del barómetro y explica cómo funciona.
Lección de Asaf Bar-Yosef, animación de Reflective Films.

Como bien dijo Aristóteles,
"La Naturaleza aborrece el vacío".

El sabio afirmó que el vacío, un espacio
sin materia, no podía existir

porque la materia circundante
lo llenaría inmediatamente.

Por suerte, resultó estar equivocado.

El vacío es un componente clave
del barómetro,

un instrumento que mide
la presión del aire.

Y ya que la presión del aire
tiene correlación con la temperatura

y un cambio rápido en ella
puede contribuir a la formación

de huracanes, tornados y otros
fenómenos meteorológicos extremos,

el barómetro es una
herramienta esencial

para meteorólogos y científicos.

¿Cómo funciona un barómetro
y cómo se inventó?

Se tardó un tiempo.

Ya que la teoría de Aristóteles
y de otros filósofos antiguos

sobre la imposibilidad
del vacío se creía cierta,

durante dos siglos, muy pocos
se atrevieron a cuestionarla.

Hasta que la necesidad
planteó la cuestión.

En el siglo XVII, los mineros italianos
tuvieron un serio problema

cuando descubrieron que sus bombas
no podían levantar agua

más de 10,3 metros.

Algunos científicos de la época
como Galileo Galilei sugirieron

que extraer el aire de la tubería hacía
al agua elevarse para llenar el vacío.

pero que su fuerza estaba limitada
y no podía elevar el agua más de 10,3 m.

Sin embargo, la existencia del vacío

todavía era considerada controversial.

La excitación que rodeó
a la heterodoxa teoría de Galileo

llevó a Gasparo Berti a realizar
un simple pero brillante experimento

para demostrar que era posible.

Se llenó un tubo largo con agua

y se colocó con ambos lados tapados
en un recipiente con agua.

Se abrió la base del tubo

y parte del agua
se vertió en el recipiente

hasta que el nivel de agua restante
en el tubo alcanzó los 10,3 metros.

Con un hueco en la parte superior
y ya que no entró aire en el tubo,

Berti logró crear un vacío estable.

Pero aunque la posibilidad del vacío
había sido demostrada

no todo el mundo estuvo satisfecho
con la idea de Galileo

y con que este espacio vacío
estuviera ejerciendo una misteriosa

pero finita fuerza sobre el agua.

Evangelista Torricelli, un joven pupilo
y amigo de Galileo,

decidió abordar el problema
desde un ángulo diferente.

En lugar de centrarse en el
espacio vacío dentro del tubo

se preguntó: "¿Qué más podría
estar influenciando al agua?"

Ya que lo único que tocaba el agua
era el aire alrededor del recipiente,

creyó que la presión de este aire
podría ser lo que evitaba

que el nivel de agua
en el tubo bajara más.

Se dio cuenta de que el experimento
no solo fue una forma de crear el vacío

sino también de equilibrar

la presión atmosférica
del agua fuera del tubo

y la presión del agua dentro del tubo.

El nivel del agua en el tubo disminuye
hasta que las dos presiones son iguales,

que es precisamente cuando el agua
alcanza los 10,3 metros.

Está idea no fue aceptada fácilmente

porque Galileo y otros científicos
habían afirmado

que el aire no pesa ni ejerce presión.

Torricelli decidió repetir
el experimento de Berti

con mercurio en lugar de agua.

Como el mercurio es más denso,
su nivel fue más bajo

y la columna de mercurio
midió unos 76 centímetros.

Esto no solo le permitió hacer
el instrumento mucho más compacto,

sino que confirmó que el peso
era el factor decisivo.

Una variación consistió en dos tubos
con una burbuja en uno de ellos.

Si Galileo hubiera estado en lo cierto,
el mayor vacío en el segundo tubo

hubiera ejercido mayor succión
y hubiera elevado más el mercurio

pero el nivel en ambos tubos
fue el mismo.

La teoría de Torricelli
fue apoyada por Blaise Pascal

cuando éste llevó un tubo
de mercurio a una montaña

y se vio que el nivel
de mercurio bajaba

a la vez que la presión atmosférica
disminuía con la altitud.

El barómetro de mercurio
basado en el modelo de Torricelli

fue una de las formas más comunes de medir
la presión atmosférica hasta 2007,

cuando las restricciones en el uso
de mercurio por su alta toxicidad

hicieron que dejara de
fabricarse en Europa.

Sin embargo, el ingenio de Torricelli,

nacido de la inclinación
por cuestionar dogmas

sobre el vacío y el peso del aire,
es un ejemplo notable

de cómo salirse del molde
-- o del tubo --

puede tener un fuerte impacto.