O que é um barómetro e para que serve?
O barómetro é um instrumento utilizado para medir a pressão atmosférica.
A sua utilização é frequente e de grande utilidade em meteorologia, uma vez que, em conjunto com outros instrumentos (termómetro, anemómetro, pluviómetro, etc.) medidores de outras variáveis (respetivamente, temperatura, vento, precipitação, etc.), proporciona dados fundamentais para um prognóstico o mais fiável possível do estado do tempo.
Antes de passarmos a descrever mais detalhadamente as características e funcionamento do barómetro, vamos debruçar-nos um pouco mais sobre aquilo que ele mede: a pressão atmosférica.
A pressão atmosférica é a força por unidade de superfície exercida pela coluna de ar que se encontra sobre um determinado ponto. A pressão atmosférica ao nível do mar, de 1013,25 hPa é tomada como “normal” ou “padrão”. A partir deste valor, podemos considerar altas e baixas pressões.
Assim, a pressão atmosférica num determinado ponto é equivalente ao peso da coluna de ar que se encontra sobre esse mesmo ponto, até a limite superior da atmosfera. Quer isto dizer que a pressão atmosférica diminui com a altitude. Quanto maior a altitude a que se encontrar um determinado ponto, menor será a quantidade de ar existente por cima dele, logo menor o peso desse ar e menor a pressão exercida por ele. Outro fator a ter em conta é que a densidade do ar diminui à medida que subimos na atmosfera, o que reduz adicionalmente o seu peso.
As variações da pressão atmosférica são causadas pelos diferentes fenómenos que nela ocorrem. Situações de pressão baixa (inferior à convencionada como normal) ou da sua descida abrupta são muitas vezes indicadoras de tempo instável, ao passo que pressões consideradas altas, ou seja, superiores ao valor padrão, assim como uma rápida subida da pressão, indicam, regra geral, tempo estável, ainda que existam exceções.
Ou seja, os barómetros ajudam-nos a determinar a existência de anticiclones e baixas pressões, elementos fundamentais das previsões meteorológicas mediante mapas de isóbaras. As isóbaras (ou linhas isobáricas) são linhas curvas que unem pontos de igual pressão atmosférica. Quanto mais próximas estas linhas se encontrarem umas das outras, maior o gradiente de pressão, reflexo de maior instabilidade atmosférica, e maior a intensidade do vento.
As unidades de medida de pressão atmosférica mais utilizadas em meteorologia são o milibar e o hectopascal (ambas equivalentes). Porém, a unidade de pressão do Sistema Internacional de Unidades (SI) é o Pascal (Pa). Outra unidade de medida comumente utilizada são os milímetros de mercúrio (mmHg).
O valor-padrão de referência de 1013 hPa equivale a 1013 mbar e aproximadamente 760 mmHg.
Tipos de barómetros
Os primeiros barómetros, datados do século XVII, utilizavam mercúrio. Contudo, com o passar do tempo, foram surgindo novos tipos destes instrumentos. Vamos falar um pouco mais sobre cada um deles:
- Barómetro de mercúrio
Foi o pioneiro, inventado pelo físico e matemático Evangelista Torricelli, em meados do século XVII (1643).
Consiste num tubo de vidro com cerca de 850 mm de comprimento, cheio com mercúrio e aberto numa das extremidades, que é invertido de modo a ficar com a extremidade aberta mergulhada num recipiente, também cheio de mercúrio.
Este tubo atua como uma coluna de mercúrio, cujo nível desce alguns centímetros, deixando vazia a sua extremidade superior. A pressão atmosférica é então expressa pela altura da coluna de mercúrio contida no tubo, em mm. Foi aqui que teve origem a unidade de medida de milímetros de mercúrio, mmHg.
Este dispositivo utiliza mercúrio por ser o líquido conhecido de maior densidade, que adicionalmente quase não evapora. Se utilizássemos água em vez de mercúrio, por exemplo, a coluna teria de ser aproximadamente dez vezes mais alta, o que a tornaria menos prática.
Não obstante, com a evolução da técnica, este dispositivo foi tornado obsoleto por outros tipos de barómetro que não recorrem a substâncias tão tóxicas como o mercúrio.
- Barómetro aneroide
São baseados na deformação de uma câmara metálica que possuem no seu interior, em função do vácuo originado pelas diferentes mudanças de pressão atmosférica. Estas variações de pressão originam diferentes graus de deformação nas paredes da câmara, que são transferidas para um ponteiro indicador dos valores da pressão.
Quando este ponteiro (ou agulha) é substituído por uma ponta com tinta, capaz de registar as variações de pressão medidas em suporte físico, como um rolo de papel milimétrico ou um ecrã, o instrumento é denominado barógrafo.
- Barómetro de gás
Neste caso, as leituras são dadas pela compressão ou expansão de um gás, em função da pressão atmosférica.
Como são utilizados os barómetros?
É sempre necessário ter em conta a influência exercida pela altitude sobre a pressão atmosférica. Medir a pressão numa cidade costeira e numa montanha, a 3000 metros de altitude, não é igual, dado que este valor irá descer cerca de 1 mmHg a cada 10 metros de altitude. Por este motivo, é necessário proceder à calibração do barómetro, de tal forma que a sua leitura reflita a pressão que existiria se o instrumento se encontrasse ao nível do mar. Este procedimento permite-nos uma medida fiável da pressão atmosférica, independentemente da altitude a que nos encontrarmos.É comum encontrar barómetros integrados nas estações meteorológicas, juntamente com outros instrumentos de medida, como anemómetros, cata-ventos, pluviómetros, termómetros e higrómetros. Esta integração permite obter, num só local, os registos de todas as variáveis meteorológicas de interesse.