(Continuación) Pues sin duda Galileo era conocedor de dicha limitación elevadora de la bomba, no en vano había inventado en 1593 una bomba aspirante para elevar agua e instalado un ejemplar en los jardines de la casa Contarini de Padua en 1604. Artilugio que al principio pareció funcionar bien hasta que recibió una carta diciéndole que la bomba no podía elevar agua por encima de poco más de 10 m. El pisano le contestó que no era un problema irresoluble, sencillamente bastaba con cambiarla por una de más fuerza; eso escribió, pero mentía, él sabía que no era posible subir más; no obstante, la física neumática (rama de la mecánica que estudia el equilibrio y movimiento de flujos) despegó a comienzos del siglo XVII gracias a una observación suya.
Tras su muerte en 1642, Torricelli, que aceptó el nombramiento de profesor de matemáticas en la Academia de Florencia, ciudad donde se estableció de por vida, continuó sus experimentos y entre ellos con la bomba aspirante, para la que tenía una explicación diferente, tanto para su funcionamiento como para su limitación mecánica de no poder elevar el agua (H2O) a una altura superior a 10,34 m.
Experimento de Torricelli, 1643-1644
Y en 1643, siguiendo precisamente una sugerencia del maestro, Torricelli llenó con mercurio Hg (l) un tubo de vidrio de 1,2 m de longitud y, tapándolo con el dedo, lo invirtió sobre una cubeta que contenía también dicho metal. Al retirar el dedo comprobó que sólo una porción del mercurio contenido en el tubo se vaciaba en la cubeta, permaneciendo en él unos tres cuartos de metro (0,76 m) y quedando un espacio vacío en la parte superior. Al espacio “vacío” superior, con el tiempo, se le llamó vacío de Torricelli (era el primer vacío hecho por un físico durante un experimento) aunque en puridad sabemos que en él hay vapores de mercurio Hg (g), y de la columna del líquido explicó la razón de su existencia y altura, lejos naturalmente del ‘horror vacui’ aristotélico y galileano. Era la presión del peso del aire atmosférico sobre la superficie del líquido la que hacía que éste ascendiera por el tubo de la bomba hasta que su propio peso ejercía sobre la superficie la misma presión que el aire, momento en que ambos fluidos están en equilibrio. (‘Yo proclamo que la fuerza que impide que el mercurio se caiga es externa y que esa fuerza proviene de fuera del tubo’).
Bomba, barómetro, presión atmosférica
Se trataba simplemente de un efecto mecánico, si el aire pesaba, su peso forzaría al líquido del tubo a ascender (10,34 m si se trataba de agua o 0,76 m si era mercurio) hasta que encontrara una resistencia a partir de la cual no importaba que se siguiera bombeando pues podría más el peso del líquido del tubo que el del aire de la atmósfera. Torricelli realizó diferentes experiencias con tubos distintos y en lugares y horas diferentes observando que la altura del mercurio en el tubo no dependía de su diámetro, altura, forma o tamaño de la cubeta, es decir, se trata de un equilibrio de presiones, no de fuerzas. Además, se percató que la altura del vacío dentro del tubo variaba ligeramente de día a día y supuso que era porque la atmósfera ejercía presiones diferentes en momentos distintos, o lo que es lo mismo, lo que estaba midiendo eran los cambios en la presión atmosférica. Pleno. De una tacada el italiano dio una explicación mecánica de la bomba, demostró que el aire tiene peso, inventó el barómetro de Hg y de paso con él la cambiante presión atmosférica. No está nada mal. (‘Sobre la superficie del mercurio que permanece en la cubeta descansa el peso de una columna de cincuenta millas de aire…’).
“Vivimos en el fondo de un océano de aire…”
El 11 de junio de 1644, Torricelli escribió una carta a su amigo –y también matemático– el cardenal Michelangelo Ricci (1619-1682), en la que aparece la insuperable descripción del lugar que ocupamos los seres humanos, “Vivimos en el fondo de un océano de aire…” y que no quedaba ahí “… el cual, por incuestionables experiencias, se sabe que tiene peso”. Lo que me plantea ciertas preguntas, ¿Siente usted el peso de la atmósfera? ¿Nota su presión? Lo digo porque ésta última anda próxima a un kilogramo por centímetro cuadrado (1 kg/cm2) así que el peso del aire sobre nuestra cabeza debe ser de unos 320 kg, o sea más o menos cuatro personas ¿Qué me dice? ¿Cómo explica que no nos aplaste? ¿Cómo sobrevivimos? Y aunque el conocimiento público de sus experimentos alentó a otros científicos a desarrollar mejores bombas de vacío, lo cierto es que él perdió su interés por estos fenómenos y volvió a las matemáticas. Realiza varios trabajos que reuniría en Opera Geométrica (1644), en cuya segunda parte, De motu gravium, aborda el problema ya tratado por Galileo del movimiento parabólico de los proyectiles, junto a sus hallazgos en mecánica de fluidos oy su famoso teorema homónimo.
A lo que hemos de añadir sus importantes mejoras en el telescopio y el microscopio, o las numerosas lentes que fabricó y grabó con su nombre que se conservan en Florencia: Su habilidad como pulidor de lentes que le permitió inventar una forma de microscopio (perlina) con una lente del tamaño de una perla. Y por supuesto sus trabajos sobre el concepto de equilibrio, el desarrollo del cálculo integral entre otros. Torricelli fue sin duda uno de los científicos más prometedores del siglo XVII que sin embargo no pudo alcanzar mayores logros, quizás, por dos razones: una, moverse exclusivamente en los terrenos de la geometría y la mecánica; otra, su temprana muerte a los 39 años. Entre otros reconocimientos están los de naturaleza astronómica, cráter lunar Torricelli y asteroide (7437) Torricelli, y el de nomenclatura física, una de las unidades de la magnitud presión es el torr.