Milímetro de mercurio

El milímetro de mercurio (mmHg)^[1]​^[2]​ es una unidad de presión manométrica, anteriormente definida como la presión ejercida en la base de una columna de mercurio (Hg) de un milímetro de altura (con una densidad de 13 595.1 kg/m³ a una temperatura de 273.15 K (0 °C) bajo la influencia de la aceleración estándar de la gravedad, 9.806 65 m/s²)^[3]​ y ahora definida precisamente como 133.322 387 415 Pa.^[4]​ Aunque no pertenece al Sistema Internacional de Unidades,^[1]​ se sigue utilizando rutinariamente en medicina, meteorología, aviación,^[5]​ entre otros.^[6]​

Equivale aproximadamente a 1 Torr,^[7]​ el cual es ¹⁄₇₆₀ de la presión atmosférica estándar: ${\displaystyle {\tfrac {101~325}{760}}={\rm {133.322~368~4~Pa}}}$. Ambas unidades no son exactamente iguales;^[8]​ sin embargo, la diferencia relativa (menor al 0.000 015 %) es insignificante para la mayoría de usos prácticos. En análisis dimensional se define: ${\displaystyle {\mathsf {p}}={\mathsf {M\;L^{-1}\;T^{-2}}}}$, donde ${\displaystyle {\mathsf {p}}}$ es presión, ${\displaystyle {\mathsf {M}}}$ es masa, ${\displaystyle {\mathsf {L}}}$ es longitud y ${\displaystyle {\mathsf {T}}}$ es tiempo.^[9]​

Historia y definición

En 1643, el físico y matemático italiano Evangelista Torricelli creó el barómetro de mercurio, un instrumento que permite observar y medir el peso del aire. El barómetro de Torricelli consistía en sumergir un tubo de vidrio —lleno de mercurio y sellado en una de las extremidades— en un recipiente también lleno de mercurio.^[10]​ El líquido dentro del tubo ascendía o descendía conforme a la presión atmosférica,^[7]​ lo que demostró que la columna de mercurio es proporcional a ella;^[10]​ de ahí el nombre de la unidad: milímetros de mercurio.

Los manómetros de mercurio fueron los primeros indicadores precisos de la presión; ahora son menos utilizados debido a la toxicidad del mercurio, la sensibilidad de la columna de mercurio a la temperatura y la gravedad locales y la mayor conveniencia de otros instrumentos.^[11]​

Una lectura real de la columna de mercurio puede convertirse en unidades de presión más fundamentales al multiplicar la diferencia de altura entre dos niveles de mercurio por la densidad del mercurio y la aceleración gravitacional local. Debido a que la densidad de mercurio depende de la temperatura y la gravedad de la superficie terrestre, ambos varían con las condiciones locales; se tuvieron que adoptar valores estándar específicos para estos dos parámetros. Esto resultó en la definición de un «milímetro de mercurio» como la presión ejercida en la base de una columna de mercurio de un milímetro de altura con una densidad exacta de 13 595.1 kg/m³ cuando la aceleración causada por la gravedad es exactamente 9.806 65 m/s².^[3]​

La densidad 13 595.1 kg/m³ elegida para esta definición es la densidad aproximada del mercurio a 0 °C (273.15 K) y 9.806 65 m/s² es la gravedad estándar. El uso de una columna de mercurio para medir la presión normalmente requiere corrección para la densidad de mercurio a la temperatura ambiental y la variación a veces marcada de la gravedad con la ubicación; se puede corregir más teniendo en cuenta la densidad del aire u otro fluido.^[12]​

Torr

La unidad de presión torr, que lleva ese nombre en homenaje a Torricelli, es considerada comúnmente como sinónimo de mmHg.^[8]​ Muchas veces la precisión de los transductores modernos es insuficiente para mostrar la diferencia entre el torr y el milímetro de mercurio, aproximadamente una parte en siete millones:^[3]​

${\displaystyle {\rm {1~mmHg=1.000~000~142\ldots ~Torr}}}$

No obstante, para instrumentos y usos que no exigen alta precisión se puede considerar 1 Torr como equivalente a 1 mmHg,^[8]​ puesto que las dos unidades difieren en menos de 0.000 015 %.

Conversión a pascal

Para convertir mmHg a Pa se debe emplear la densidad del mercurio según la temperatura registrada en el ambiente.^[13]​ Así, se utilizará la fórmula del peso específico (${\displaystyle \gamma =\rho g}$ ), donde ${\displaystyle \rho }$  es la densidad y ${\displaystyle g}$  la gravedad (en este caso usa el valor estándar convencional: 9.806 65 m/s²):

${\displaystyle \gamma ={\rm {(13~595.1~kg/m^{3})(9.806~65~m/s^{2})}}}$ 

${\displaystyle \gamma ={\rm {133~322.387~4~N/m^{3}}}}$ 

Con esto se aplicará la fórmula de la presión manométrica (${\displaystyle \rho _{g}=\gamma y}$ ), donde ${\displaystyle \gamma }$  es el peso específico del fluido manométrico y ${\displaystyle y}$  es la columna de presión en unidades de longitud (1 mm = 10⁻³ m = 0.001 m):

${\displaystyle \rho _{g}={\rm {(133~322.387~4~N/m^{3})(1\times 10^{-3}~m)}}}$ 

${\displaystyle \rho _{g}={\rm {133.322~387~4~N/m^{2}\simeq 133~Pa}}}$ 

Por tanto, la presión causada por una columna de 1 mm de altura es 133.322 387 4 Pa o 0.133... kPa.^[13]​

Si se desea convertir la presión arterial sistólica de un adulto sano (120 mmHg) a pascal, simplemente se cambia el valor de la medida en ${\displaystyle y}$ :

${\displaystyle \rho _{g}={\rm {(133~322.387~4~N/m^{3})({\color {Red}120}\times 10^{-3}~m)}}}$ 

${\displaystyle \rho _{g}={\rm {15~998.686~49~N/m^{2}\simeq 16~000~Pa}}}$ 

Comparación con otras unidades

	pascal (Pa)	bar (bar)	atmósfera técnica (at)	atmósfera estándar (atm)	torr (Torr)	libra por pulgada cuadrada (psi)
1 Pa	≡ 1 N/m²	10^−5	1.0197 × 10^−5	9.8692 × 10^−6	7.5006 × 10^−3	1.450377 × 10^−4
1 bar	10^5	≡ 100 kPa ≡ 10^6 dyn/cm²	1.0197	0.98692	750.06	14.50377
1 at	9.80665 × 10^4	0.980665	≡ 1 kp/cm²	0.9678411	735.5592	14.22334
1 atm	1.01325 × 10^5	1.01325	1.0332	1	≡ 760	14.69595
1 Torr	133.3224	1.333224 × 10^−3	1.359551 × 10^−3	≡ 1/760 ≈ 1.315789 × 10^−3	≡ 1 Torr ≈ 1 mmHg	1.933678 × 10^−2
1 psi	6.8948 × 10^3	6.8948 × 10^−2	7.03069 × 10^−2	6.8046 × 10^−2	51.71493	≡ 1 lbf /in^2

Usos

 

Tensiómetro digital que indica la presión arterial en mmHg

En medicina, la presión todavía se mide en milímetros de mercurio; la legislación de algunos países regula su uso en sus sistemas de salud. En general, estas mediciones se dan en relación con la presión atmosférica ambiental: por ejemplo, una presión arterial de 120 mmHg —cuando la presión atmosférica presente es de 760 mmHg— se traduce en 880 mmHg con respecto al vacío perfecto. Las mediciones rutinarias de presión incluyen: la presión arterial^[14]​^[15]​ (medida con un esfigmomanómetro o tensiómetro),^[16]​ la presión intraocular^[17]​ (con un tonómetro),^[18]​ la presión del líquido cefalorraquídeo,^[19]​ la presión hidrostática del interior de la cavidad craneal (= presión intracraneal),^[20]​ la presión intramuscular^[21]​ (afectada en el síndrome compartimental), la presión venosa central,^[22]​ el cateterismo cardíaco derecho^[22]​ y la ventilación mecánica.^[23]​

En fisiología se usan unidades manométricas para medir las fuerzas de Starling.^[24]​

Véase también

• pulgada de mercurio (inHg)

Referencias

1. «Non-SI units accepted for use with the SI, and units based on fundamental constants (contd.)». SI Brochure: The International System of Units (SI) [8th edition, 2006; updated in 2014] (en inglés). Sèvres: Oficina Internacional de Pesas y Medidas. Consultado el 1 de septiembre de 2017. 
2. Real Academia Española y Asociación de Academias de la Lengua Española. «milímetro de mercurio». Diccionario de la lengua española (23.ª edición). Consultado el 1 de septiembre de 2017. 
3. «Pressure Units» (en inglés). Londres: National Physical Laboratory. 18 de junio de 2007. Consultado el 1 de septiembre de 2017. 
4. Basis of tables. Conversion factors. BS 350: Conversion factors and tables (en inglés). Londres: British Standards Institution. 1974. p. 49. ISBN 0-580-08471-X. OCLC 895842740. 
5. Nagda, Niren L (2000). Air quality and comfort in airliner cabins (en inglés). West Conshohocken: ASTM International. pp. 48-50. ISBN 978-0-803-12866-8. OCLC 809128921. 
6. Lipták, Béla G; Venczel, Kriszta (2016). Measurement and safety (en inglés). Boca Ratón: CRC Press. pp. 1170-1177. ISBN 978-1-498-72766-2. OCLC 960716010. 
7. Giancoli, Douglas C; Campos Olguín, Víc̕tor (trad.). «Fluidos: medición de presión; manómetros y barómetros». Física: principios con aplicaciones. México: Pearson Educación. pp. 261-262. ISBN 978-9-702-60695-6. OCLC 682952241. 
8. Chang, Raymond (2000) [1981]. «Introduction: units». Physical chemistry for the chemical and biological sciences (en inglés) (Segunda edición). Sausalito: University Science Books. p. 5. ISBN 978-1-891-38906-1. OCLC 951329684. 
9. Sinnott, RK; Richardson, JF; Coulson, JM (1991) [1983]. «Desing information and data». An introduction to chemical engineering design. Chemical engineering (en inglés) VI. Oxford: Pergamon Press. p. 272. ISBN 978-0-080-22970-6. OCLC 775912540. 
10. Burbano de Ercilla, Santiago; Burbano García, Enrique; Gracia Muñoz, Carlos (2003). «Estudio básico de la estructura de la materia. Mecánica de fluidos». Física general. Madrid: Tébar. p. 267. ISBN 978-8-495-44782-1. OCLC 931862976. 
11. Krishnaswamy, K (2003). «Pressure». Industrial instrumentation (en inglés) I. Nueva Delhi: New Age International. p. 78. ISBN 978-8-122-41485-1. OCLC 232149839. 
12. Kaye, GWC; Laby, TH (1992) [1986]. Tables of physical and chemical constants and some mathematical functions (en inglés) (Decimoquinta edición). Harlow: Longman. pp. 22-23. ISBN 0-582-46354-8. OCLC 760316724. 
13. Rolle, Kurt C; González y Pozo, Virgilio (trad.) (2010). Termodinámica (Sexta edición). Ciudad de México: Pearson Educación. pp. 45-53. ISBN 978-9-702-60757-1. OCLC 893578842. 
14. Hall, 2016, «The circulation: overview of the circulation; biophysics of pressure, flow, and resistance», p. 174.
15. «Datos básicos sobre la hipertensión». Información general sobre la hipertensión en el mundo: una enfermedad que mata en silencio, una crisis de salud pública mundial. Ginebra: Organización Mundial de la Salud. 2013. p. 17. Consultado el 7 de septiembre de 2017. 
16. Hall, 2016, «Vascular distensibility and functions of the arterial and venous systems», p. 183.
17. Kaufmann, C; Bachmann, LM; Thiel, MA (septiembre de 2004). «Comparison of dynamic contour tonometry with Goldmann applanation tonometry». Investigative Ophthalmology Visual Science (en inglés) (Bethesda: Association for Research in Vision and Ophthalmology) 45 (9): 3118-3121. ISSN 0146-0404. OCLC 199033428. PMID 15326129. doi:10.1167/iovs.04-0018.  La referencia utiliza el parámetro obsoleto |mes= (ayuda)
18. Hall, 2016, «The nervous system (part B: the special senses): the eye (part I: optics of vision», p. 645.
19. Hall, 2016, «The circulation: the microcirculation and lymphatic system; capillary fluid exchange, interstitial fluid, and lymph flow», p. 195.
20. Steiner, LA; Andrews, PJ (mayo de 2006). «Monitoring the injured brain: ICP and CBF». British Journal of Anaesthesia (en inglés) (Oxford: Royal College of Anaesthetists/College of Anaesthetists of Ireland/Oxford University Press) 97 (1): 26-38. ISSN 0007-0912. OCLC 4656086298. PMID 16698860. doi:10.1093/bja/ael110.  La referencia utiliza el parámetro obsoleto |mes= (ayuda)
21. Karwowski, Waldemar; Marras, William S (2003). «Why do “low-level static exertions” imply a risk?». Occupational ergonomics: principles of work design (en inglés). Boca Ratón: CRC Press. pp. 13-6, 7. ISBN 978-0-849-31802-3. OCLC 936482847. 
22. Hall, 2016, «Vascular distensibility and functions of the arterial and venous systems», p. 184.
23. Hall, 2016, «Respiration: respiratory insufficiency—pathophysiology, diagnosis, oxygen therapy», pp. 555-556.
24. Hall, 2016, «The heart: cardiac muscle; the heart as a pump and function of the heart valves», p. 119.

Bibliografía

• Hall, John E (2016) [1956]. Guyton and Hall's textbook of medical physiology (en inglés) (Decimotercera edición). Filadelfia: Elsevier. ISBN 978-0-323-38930-3. OCLC 908337040. 

•   Datos: Q6859652