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Presión atmosférica

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Acerca del proyecto

Una de las condiciones físicas que podemos medir con ayuda de algunos módulos que tenemos a disposición es la presión atmosférica, esta condición de la presión que ejerce el aire sobre la tierra, la cual podemos medirla y calcularla para infinidad de propósitos y proyectos que tengan que ver con el control climáticos o adquisición de datos en el campo agrícolas, ambientales entre otros.

En este post se va a enfocar en las parte teórica, conociendo esta condición física donde la estudiaremos, haremos mención a sensores que podemos conseguir a bajo costo para poder conectarlo en distintos microcontroladores para medirla.

Al final de esta pequeña lección aprenderá las definiciones y diferencias de presión atmosférica y de barométrica, como se mide esta condición y las unidades de medida que se utilizan para este tipo de fenómeno físico.

¿Qué es la presión atmosférica?

Para entender este concepto primero entendamos lo siguiente:

Presión
Es la fuerza aplicada de forma perpendicular sobre una superficie por su unidad de área. Esta mide cómo se distribuye una fuerza aplicada sobre una área. veamos la siguiente imagen:

A mayor fuerza, mayor presión, a mayor área, menor presión, podemos entender este concepto con el siguiente ejemplo:

Tenemos dos personas sobre una superficie de nieve, las dos tienen un peso de 80kgs, así que estas aplican la misma fuerza sobre la superficie de la nieve, pero observemos que la persona de la izquierda posee un área mayor, eso hace que la presión sea menor que la persona de la derecha.

Propiedades del aire
Es un fluido compuesto de varios gases y este cuenta con varias propiedades como lo son la temperatura, presión, densidad y humedad, estas propiedades están directamente relacionadas entre sí, un cambio entre ellas afecta las demás.

Ahora teniendo en cuenta las definiciones anteriores vamos entender la presión atmosférica:

El aire que nos rodea tiene peso aunque no lo notemos y por lo tanto ejerce una fuerza sobre todas las cosas que hay en la tierra debido a la acción de la gravedad, esa fuerza que ejerce el aire de la atmósfera la denominamos presión atmosférica y es producida debido al peso de una columna de aire directamente encima de una superficie ya que cada molécula ejerce un cierto peso sobre la superficie terrestre.

La presión atmosférica depende de muchas variables y de las propiedades del aire, pero una de las principales es la altura en la que se encuentra sobre el nivel medio del mar, esto es debido ya que a mayor altura sobre el nivel del mar va a disminuir la cantidad de aire, por lo tanto no tendrá tanta fuerza que ejerce el aire sobre un cuerpo y cuanto menor es la altura y más se acerque a nivel del mar, mayor será la presión.[1]

Unidades de medida

Existen muchas unidades de medidas para poder representar la presión atmosférica las más utilizadas son atmósferas, milímetros de mercurio, pascales, milibar

Atmósfera (at)

La unidad de presión denominada atmósfera equivale a la presión que ejerce la atmósfera terrestre al nivel del mar. En la X Conferencia General de Pesas y Medidas de 1954 fue definida como igual a 1'013.250 dinas por cm² (es decir 101.325 Pa). La atmósfera técnica (símbolo at) también es una medida antigua de presión, definida como la presión ejercida por una columna de agua de 10 metros de altura: 1 at = 98.066,5 Pa[2]

Pascal (Pa)

El pascal (símbolo Pa) es la unidad de presión del Sistema Internacional de Unidades. Se define como la presión que ejerce una fuerza de 1 newton sobre una superficie de 1 metro cuadrado normal a la misma.[3]

Milímetro mercurio (mmHg)

Es una unidad de presión manométrica, anteriormente definida como la presión ejercida en la base de una columna de mercurio (Hg), aunque no pertenece al sistema internacional se sigue utilizando rutinariamente en medicina, meteorología, aviación,5 entre otros.[4]

Pulgada de mercurio (inHg)

La pulgada de mercurio, inHg, o "Hg es una unidad de medida de presión. Todavía es ampliamente utilizada en los Estados Unidos para determinar la presión atmosférica en informaciones meteorológicas y por la aviación de los Estados Unidos, pero fuera de estos ámbitos se considera obsoleta. Se define como la presión ejercida por una columna de mercurio de 1 pulgada de altura a 32 °F (0 °C) en condiciones de gravedad estándar.[5]

1 inHg = 3.386,389 pascales a 0 °C.

Libras por pulgada cuadrada (psi)

La unidad estándar en el sistema inglés es la fuerza de libra por pulgada cuadrada (psi). Es la presión resultante de una fuerza de una libra de fuerza aplicada a un área de una pulgada cuadrada.[6]

1 psi 1 lbf / in 2 = 4.45 N / (0.0254 m) 2 ≈ 6895 kg / m 2

Por lo tanto, una libra por pulgada cuadrada es aproximadamente 6895 Pa.

La unidad de medida llamada atmósfera estándar (atm) se define como: 1 atm = 14.7 psi

La atmósfera estándar se aproxima a la presión promedio al nivel del mar en la latitud 45 ° N. Tenga en cuenta que existe una diferencia entre la atmósfera estándar (atm) y la atmósfera técnica (at).

Una atmósfera técnica es una unidad de presión no SI igual a un kilogramo de fuerza por centímetro cuadrado.

1 a = 14.2 psi

Presión barométrica

La presión barométrica es el valor de presión atmosférica que se mide en un punto cualquiera por encima del nivel del mar.

Para medir los valores de la presión barométrica se emplea el barómetro. Este instrumento fue inventado en 1643 por Evangelista Torricelli, quien utilizó un tubo abierto por uno de sus extremos para introducir mercurio en su interior, verificando que el nivel del mercurio bajaba hasta una altura de 760 mm, independientemente del diámetro o la forma del tubo. De esta manera, llegó a la conclusión de que existía una fuerza contraria que impedía que bajará el mercurio por debajo de ese valor.[7]

Valor de la presión atmosférica

A nivel medio del mar la presión atmosférica tiene los siguientes valores promedio:

  • 1013,2 gPa
  • 1013,2 mb
  • 29.92 inHg
  • 760 mmHg

Factores de conversión

  • 1 hPa = 100 Pa
  • 1 hPa = 0.02953 InHg
  • 1 hPa = 0.075 mmHg
  • 1 mmHg = 1.3332 hPa
  • 1 mmHg = 0.03937 InHg
  • 1 InHg = 33.864 hPa
  • 1 InHg = 25.4 mmHg
  • 1mb = 1 hPa

Instrumentos de medición de presión atmosférica

El barómetro es un instrumento usado para medir la presión, existen dos tipos que son el barómetro aneroide y el barómetro de mercurio.

Barómetro de mercurio

El barómetro de mercurio mide la presión atmosférica mediante la medida de la altura de una columna de mercurio. En el de la foto, el tubo del barómetro tiene un termómetro a su derecha.

En su parte superior los tubos de los barómetros llevan una pieza móvil, que rodea al tubo y puede deslizarse, y que se ajusta a la altura que alcanza el mercurio en el tubo.

Barómetro aneroide

Consiste en una capsula sellada con una presión constante en su interior, esta se expande o contrae dependiendo de la presión atmosférica local.

Referencias

[1] CarHaxCarHax https://www.youtube.com/watch?v=jbwTQAye80U&ab_channel=CarHaxCarHax, Consultado junion 2021

[2] wikipedia atmósfera https://es.wikipedia.org/wiki/Atm%C3%B3sfera_(unidad), Consultado junio 2021

[3] beamex https://blog.beamex.com/es/unidades-de-presion-y-sus-conversiones, Consultado junio 2021

[4] wikipedia mmHg https://es.wikipedia.org/wiki/Mil%C3%ADmetro_de_mercurio, Consultado junio 2021

[5] wikipedia inHg https://es.wikipedia.org/wiki/Pulgada_de_mercurio, Consultado julio 2021

[6] thermal-engineering https://www.thermal-engineering.org/es/what-is-pound-per-square-inch-psi-definition/, Consultado junio 2021

[7] mundocompresor https://www.mundocompresor.com/diccionario-tecnico/presion-barometrica, Consultado junio 2021

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Oscar Fernandez Alzate

13, Junio 2021

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