Definición de Presión Atmosférica
Ingeniera Industrial, MSc en Física, y EdD
1. Fuerza ejercida por el peso del aire -presión- sobre la superficie de la tierra, de modo que, cuanto mayor es la altitud en relación con el suelo, menor es la presión. Por lo general, se mide con un barómetro, razón por la cual también se observa la denominación presión barométrica.
Etimología: Presión, por los modos del latín pressio, pressiōnis.+ Atmósfera, por el latín científico atmosphaera, respecto de los componentes del griego ἀτμός (atmós), que remite a ‘aire’, y σφαῖρα (sphaîra), en cuanto ‘esfera’, seguido del sufijo -ico, en propiedad de cualidad.
Cat. gramatical: Sustantivo fem.
En sílabas: pre-sión + at-mos-fé-ri-ca.
Presión Atmosférica
La presión atmosférica es la fuerza que aplica el aire de la atmósfera sobre la superficie terrestre, y por ende, sobre los cuerpos que se encuentren sobre esta, partiendo de la base del concepto de presión, al que se lo define como la relación entre la magnitud de la fuerza que actúa por unidad de superficie.
Sobre la superficie de la Tierra, existe una capa gaseosa que se encuentra formada por varios gases y que varían en proporción y composición en función de la altura y otros factores. Esta mezcla de gases conforma lo que se conoce como “aire”, el cual posee una densidad (ya que tiene una masa y ocupa un volumen en el espacio); como consecuencia, la columna de aire estática que se encuentra por encima de un cuerpo, ejercerá una fuerza por unidad de área cuyo resultado es la presión atmosférica.
Antecedentes sobre la presión atmosférica
Aunque en la actualidad, la idea de la presión atmosférica es algo que damos como un hecho ineludible, no siempre ha sido un concepto aceptado y comprendido. No fue sino hasta 1643, cuando el físico Evangelista Torricelli experimentalmente planteó la idea del peso del aire, aunque cabe destacar que otros científicos como Galileo Galilei y René Descartes ya habían sentado las bases que Torricelli materializó en su famoso experimento con un tubo de mercurio.
En el experimento de Torricelli, la altura de la columna de mercurio en el tubo era de 760 mm
Galilei explicaba la limitación para elevar una columna de agua mediante una bomba de hélice por encima de los 10,33 m de altura, aludiendo que se debía al terror a vacío (horror vacuis) ejercido por una fuerza equivalente de una columna de 10,33 m de agua, denominando a esta altura como límite (altezza limitatíssima).
Por su parte, René Descartes, publicó en 1638 una carta donde hacía referencia al peso del aire, y lo comparaba con un manto de lana que cubre la Tierra incluso por encima de las nubes, cuyo peso puede comprimir la superficie de una cubeta de mercurio, impidiendo que la columna de este elemento descienda.
A partir de todos estos hallazgos y gracias al experimento de Torricelli, se desarrolló el tubo de Torricelli, y sirvió de referente para los estudios de Blaise Pascal y el alemán Otto von Guericke, quien en 1654, demostró públicamente la existencia de la presión atmosférica.
Instrumentos y unidades de presión
La presión atmosférica se puede medir utilizando un barómetro. Existen varios tipos de barómetros, entre los más conocidos están el barómetro de mercurio y el barómetro aneroide (sin mercurio).
En cuanto a las unidades de presión, las más comunes son:
• En sistema internacional de unidades: Pascal (Pa)
• En sistema inglés: Psi (lbf/in2)
Otras unidades:
o mm de Mercurio (mmHg)
o Atmósfera (atm)
A nivel del mar, la presión atmosférica normal es de 101.325 Pa (N/m2), o su equivalente de 760 mm Hg o 1 atm.
Algunos factores de conversión para unidades de presión son:
1 Pa = 105 bares
1Psi = 6895 Pa
Variación de la presión atmosférica con la altura
Puesto que la presión atmosférica se debe al peso por unidad de área que ejerce la columna de aire que se encuentra por encima del cuerpo objeto de estudio, hasta los límites de la atmósfera terrestres, es lógico deducir que cuanto mayor sea la altura a la que se encuentra el objeto respecto a la superficie de la Tierra, menor será la columna de aire que le ejercerá presión, por tal razón, la presión atmosférica depende de la altura, que a su vez incide sobre la temperatura que afecta a la densidad del aire.
En lo alto de una montaña la presión atmosférica es menor que a nivel del mar
Si se conoce la densidad del aire y la altura a la que se encuentra el objeto de estudio respecto a la atmósfera, se puede determinar la presión atmosférica local mediante la expresión:
\({{P}_{atm}}=Altura~de~la~atm\acute{o}sfera\times densidad~del~aire\times gravedad\)
Por ejemplo, si se desea determinar la presión atmosférica de una región que tiene 9000 m de altura de atmósfera, donde la densidad del aire es de 1.3 kg/m3 y la gravedad local es de 9.81 m/s2, el resultado será:
\({{P}_{atm}}=9000~m\times 1,3~{}^{kg}\!\!\diagup\!\!{}_{{{m}^{3}}}\;\times 9.81~{}^{m}\!\!\diagup\!\!{}_{{{s}^{2}}}\;\)
\({{P}_{atm}}=114777{}^{N}\!\!\diagup\!\!{}_{{{m}^{2}}}\;\)
Es decir, la presión atmosférica sería de 114777 Pa
Art. actualizado: Julio 2022; sobre el original de abril, 2009.
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