Un rico sin dinero

A finales de este año -en diciembre- se cumplirá el 25 aniversario de la muerte de Mariano Medina, el padre de los servicios meteorológicos en este país.

Doctor en Física, fue fundador del Instituto Nacional de Meteorología y adquirió mucha popularidad gracias a sus años de comunicador en radio y televisión. Con él se acuñó el término de “el hombre del tiempo”. Con su aspecto bonachón y próximo, nos hacía ver a todos, de forma amena y fácil, los complejos fenómenos meteorológicos.

Si algo ha caracterizado a Mariano Medina es, precisamente, el que, al margen de su rigor intelectual, haya sido capaz de facilitar a través de su labor didáctica y como autor de varios libros impagables, la comprensión de una gran parte de esos fenómenos.

El título de este post está tomado de uno de sus libros “Iniciación a la meteorología”, cuando en el Capítulo VI nos explica con una facilidad extraordinaria los conceptos de temperatura y humedad en las masas de aire, y lo que es más importante, qué es la temperatura virtual y, como él lo llamaba, el verdadero capital térmico del aire.

Como homenaje a su persona y al legado que dejó en la meteorología española, me permito transcribir aquí ese artículo del Capítulo VI del libro:

“Ustedes habrán oído contar anécdotas de tal princesa o tal rey a quien se le antojó un helado por la calle, lo tomó en una heladería y se encontró con que no tenía dinero para pagarlo.

Es muy probable que a un multimillonario le pongan en un aprieto si ha de pagar “al contado” un millón de pesetas. ¿Es que no lo tiene? Evidentemente, sí: pero puede que no en dinero contante, en dinero efectivo, si no le han avisado con tiempo. Él lo tiene, pero lo tiene invertido. Él es muy rico, multimillonario: tiene mucho dinero virtualmente, pero no puede disponer de todo su capital de repente.

Pensemos en un sandwich, en un bocadillo de aire de tamaño gigantesco: un colchón de aire que en su base esté a la presión de 1000 milibares (nivel de superficie) y en su parte superior a la de 500 milibares (mitad de la troposfera).

Si el aire está frío, es muy denso, muy pesado: en tal caso, la diferencia de presión que va de 1000 a 500 milibares se logrará con una capa o “espesor” relativamente estrecho, y tanto más estrecho cuanto más frío y más seco esté el aire. Lo contrario ocurre si el aire está caliente y húmedo.

O sea que el “espesor” del estrato de aire comprendido entre dos superficies isobaras es mayor cuanto más lo sean su temperatura y su humedad.

La cosa tiene más enjundia de la que, a primera vista, puede parecer. Es un tema fundamental en la meteorología moderna.

Todos saben cómo se produce el vapor: calentando el agua. ¿Adónde va a parar el calor que se dio al líquido? La respuesta es: queda almacenado en el vapor en forma de lo que se llama, técnicamente, “calor latente de evaporación”. Allí está el calor, está latente en las moléculas del vapor. Una buena prueba de ello es que si quitamos calor al vapor, enfriándolo, éste vuelve a condensarse. No otra es la razón del rocío, de las nieblas, del empañado de los cristales en invierno, de la formación de las nubes… Si ustedes dan calor al agua líquida, la convierten en vapor. Y si quitan calor al vapor, lo convierten en agua líquida. ¿Qué es lo que ha hecho el calor para convertir en vapor el agua?: separar sus moléculas, dispersarlas: el calor, que es una forma de la energía, les ha dado la suficiente para que se muevan más veloces y logren escapar las unas de la natural atracción de las otras, separándose a grandes distancias. Según esto, resulta que si yo las aprieto fuerte y las comprimo unas contra otras -hasta volver a ponerlas muy próximas- llegará un momento en que sus mutuas fuerzas de atracción las hagan volver a unirse, apareciendo otra vez el líquido. En este caso, no ha sido necesario robar calor al vapor para hacerlo líquido: se logró comprimiéndolo. Pero entonces, ese calor le sobra y lo desprende espontáneamente. Por eso el compresor de un frigorífico se pone caliente.

Cuando el aire está húmedo, con abundancia de vapor de agua, su temperatura real es una, la que sea, la que indique el termómetro. Pero virtualmente tiene mucha más temperatura. Lo que ocurre es que la tiene empleada en mantener el agua en forma de vapor. Si al aire se le condensase todo su vapor haciéndolo agua líquida, de modo que devuelva ese “calor latente de evaporación” que tiene almacenado, el aire se calentaría y se dilataría. Al mismo tiempo, la pérdida del vapor lo hace más denso, más pesado.

Si, justamente, todo lo que se hace de más denso y pesado el aire al quitarle el vapor lo compensa con la dilatación que provoca en él el calentamiento dicho, entonces su peso sobre un centímetro cuadrado (la presión) no cambia. El aire habría recuperado todo su capital termométrico, sin por ello cambiar su peso específico, y su temperatura real sería entonces mucho mayor que la que tenía al principio. Esta última temperatura es lo que, técnicamente, se considera como la “temperatura virtual” del aire, antes de hacerle nada, es decir, cuando aún tenía su vapor.

Resumiendo: Que si el aire está húmedo, una es su temperatura real y otra, mayor, su “temperatura virtual”. Esta temperatura virtual mide en realidad la densidad, el peso específico del aire. Si el aire está seco, pero muy caliente, el sandwich es de mucho espesor. Si el aire está frío, pero con mucha temperatura virtual, será porque contenga mucho vapor de agua y la masa referida, el sandwich, seguirá siendo de mucho espesor, a pesar de ser frío. Por tanto, lo que refleja, lo que mide el espesor entre los 500 y los 1000 milibares, es la “temperatura virtual” del aire. Esta temperatura virtual es el verdadero capital térmico del aire.”

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