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El peso del aire
Vivimos en el fondo de un mar de aire
Evangelista Torricelli(1608-1647)
Los antiguos griegos pensaban que el universo estaba lleno, desde el centro hacia afuera de más grave a más ligero, los elementos se ordenaban hasta el firmamento: tierra, agua, aire, fuego y éter; cualquier movimiento natural era debido a la tendencia natural de cada elemento a ocupar su lugar (vientos, terremotos, volcanes, mareas¿) venciendo la resistencia del medio en que se encuentra.
El agua, encerrada en una vasija tapada de forma que no entre el aire, si abrimos un orificio por debajo de la vasija, ésta no sale a no ser que por arriba se permita que entre aire, en cuyo caso el agua saldrá en la medida que el espacio que desocupa es llenado con aire. La naturaleza tiene horror al vacío (horror vacui) y gracias a eso se podían hacer objetos como la jeringa, que ya los egipcios utilizaban en las tareas de momificación, para extraer fluidos. Posteriormente la tecnología hidráulica posibilitó subir el agua de los pozos o canalizaciones mediante la bomba aspirante-expelente lo que supuso un gran avance humano. La bomba al aspirar el agua no permitiendo la entrada de aire arrastraba el agua hacia arriba para luego ser impulsada fuera; pero con el uso de esta máquina se vieron sus límites, el agua podía subir a los pisos hasta cierta altura que no podía superar. Galileo Galilei descubrió experimentalmente que la altura máxima a la que se podía aspirar el agua era de 10,5m., por lo que pudo medir el aborrecimiento de la naturaleza al vacío que según él era igual al peso de una columna de agua de 10,5m.
Algunos discípulos de Galileo instalaron en Roma un tubo de vidrio de 11 m. con una esfera en lo alto y una vasija ancha llena de agua en la que se sumergía la parte baja del tubo; al llenar mediante un hábil dispositivo todo el interior del tubo y esfera superior de agua y abrir las válvulas para que el agua pudiera fluir por su propio peso, el nivel bajó hasta los 10,5m. dejando vacía la ampolla esférica, de modo que al abrir una válvula que tenía dicha ampolla, el aire se precipitó bruscamente hacia dentro (realmente parte del agua en contacto con el vacío se evaporaría, existiendo sólo un vacío parcial).
Otro discípulo de Galileo, Torricelli pensó que un líquido más denso reduciría el tamaño de los tubos hasta poder experimentar en casa y el más denso a temperatura ambiente es el mercurio (pesa 13,6 kg un litro). Utilizó un tubo de un metro y una cubeta llena de mercurio, llenó el tubo (cerrado por un extremo) de mercurio tapando el otro extremo con el dedo para así voltearlo y sumergir el extremo inferior en el mercurio de la cubeta sin que se saliera mientras tanto; al quitar el dedo, el mercurio del lado cerrado bajó hasta una altura de unos 76 cm., aunque bajara levemente el tubo o lo subiera, sin salirte de la superficie del mercurio de la cubeta, el mercurio entraba o salía solo del tubo de forma que la altura sobre la superficie era siempre la misma. El hueco que se formaba en lo alto del tubo era realmente vacío. Probó con diferentes grosores y formas de tubo y la altura en la que se estabilizaba era la misma. El aparato era como una balanza en la que en un lado (el tubo) se ponía el peso del mercurio y en el otro (la superficie del mercurio de la cubeta) el peso del aire que equilibraba la balanza forzando al mercurio a entrar o salir del tubo, por lo que el peso del aire por unidad de superficie (presión atmosférica) es igual al peso de unos 76 cm. de mercurio por unidad de superficie (a diferentes alturas sobre el nivel del mar o en diferentes condiciones atmosféricas, la altura del nivel de mercurio variaba),si Galileo había inventado un termómetro, Torricelli inventó el barómetro.
Al mismo tiempo se había fabricado una máquina de hacer el vacío, que pronto fue perfeccionada. Otto von Guericke mostró de forma espectacular la fuerza del vacío (o de la presión atmosférica). Fabricó dos medias esferas metálicas huecas que encajaban de forma hermética y con dos anillas a las que fijar cadenas y al igual que Levi Strauss con sus pantalones (siglo XIX) puso dos tiros de una decena de caballos cada uno tirando en sentidos opuestos hasta que lograban separar los dos casquetes produciendo un gran estruendo.
Sebastián García Sánchez
26/10/2006 22:49:34
