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La extraordinaria fuerza del aire

La atmósfera ejerce una presión extraordinaria sobre la superficie terrestre, de la que no somos conscientes. A mediados del siglo XVII se llevó a cabo un famoso experimento que permitió comprobar a los asistentes la extraordinaria fuerza que tiene el aire.

Jose Miguel Viñas Jose Miguel Viñas 22 Nov 2017 - 09:25 UTC
Hemisferios Magdeburgo Guericke experimento
El experimento de los hemisferios de Magdeburgo de Otto von Guericke. Ilustración de Gaspar Schott (Año 1672).

En 1643, con la invención del barómetro de mercurio, debida al físico italiano Evangelista Torricelli (1608-1647), la verdadera naturaleza del aire quedó al descubierto. Se entendió definitivamente el concepto de presión atmosférica, y gracias a ese instrumento pudo empezar a medirse. Las experiencias de Torricelli animaron a otros hombres de ciencia de la época a experimentar también con el aire, y uno de esos personajes fue el jurista, físico y matemático alemán Otto von Guericke (1602-1686), que diseñó un espectacular experimento para demostrar la gran fuerza que ejerce el aire que nos rodea.

Von Guericke era una mente inquieta, un hombre ilustrado interesado por las más diversas cuestiones. Muy influenciado por los estudios llevados a cabo por Torricelli y también por el matemático francés Blaise Pascal (1623-1662) sobre la presión atmosférica, inventó la primera bomba de vacío de la historia, que justamente utilizó para efectuar el famoso experimento. El día elegido fue el 8 de mayo de 1654, y el lugar la ciudad alemana de Magdeburgo, de la que en aquel momento era su burgomaestre (la máxima autoridad local). Aquel día de primavera, convocó a la ciudadanía, incluidas personas ilustres y las principales autoridades, entre ellas el emperador del entonces Sacro Imperio Romano Germánico, Fernando III.

Estatua Otto von Guericke Magdeburgo
Estatua de Otto von Guericke erigida en la localidad alemana de Magdeburgo.

Otto von Guericke mostró a los asistentes dos semiesferas huecas de cobre idénticas, de aproximadamente medio metro de diámetro cada una. Las enfrentó y juntó, para, acto seguido –mediante su bomba de vacío–, extraer el aire contenido en la cavidad interior. Interpuso entre los bordes de unión de los hemisferios un arco de cuero para facilitar el cierre hermético de la esfera resultante. Al haber extraído el aire del interior con la bomba, la presión ejercida por el del exterior mantenía firmemente unidas las dos partes. A través de unas argollas metálicas situadas en la parte exterior de ambos hemisferios, se pasaron unas cuerdas y se dispusieron dos grupos de hombres que empezaron a tirar con todas sus fuerzas de cada cuerda en sentidos opuestos, sin conseguir separar los hemisferios.

El público se quedó asombrado por lo que acababa de presenciar, pero el golpe de efecto llegó a continuación. De las cuerdas se ataron dos tiros de ocho caballos cada uno. Se dio entonces la orden de que cada grupo de caballos tirara hacia un lado, y fue entonces cuando la gente no creía lo que estaba viendo; los asistentes quedaron impresionados al ver que los caballos tampoco eran capaces de separar los hemisferios. Sólo después de varios intentos y de un gran esfuerzo de los animales, lograron separarlos, en el momento en que logró penetrar algo de aire en la cavidad, igualándose las presiones interna y externa.

Hemisferios Magdeburgo ilustración
Ilustración de Ganot (1870) en la que se ven dos personas en un laboratorio tratando de separar unos hemisferios de Magdeburgo.

Desde aquel entonces, el experimento de los hemisferios de Magdeburgo se ha repetido en muchos lugares del mundo, en algunos casos con la misma puesta en escena. El cálculo de la fuerza ejercida por el aire es un problema clásico de Física. Si consideramos una esfera de 25 centímetros de radio, idéntica a la que empleó Otto von Guericke, y estimamos una presión interna de 0,2 atmósferas (ya que la bomba de vacío usada por él no tenía la capacidad de las actuales), la fuerza necesaria para separar los hemisferios es de aproximadamente 18.000 N (newton), lo que equivale al peso de un objeto de 1.800 kilogramos; casi dos toneladas. No es de extrañar, por tanto, que les costara varios intentos a los dieciséis caballos -dos tiros de ocho– separar los dos hemisferios de Magdeburgo y vencer a la extraordinaria fuerza del aire.

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