Conversión de Gigapascales a Newtons por metro cuadrado

Información sobre el Gigapascal (GPa)

El gigapascal es una unidad de presión igual a mil millones de pascales, escrito GPa. Son mil megapascales y diez mil bar. Es la unidad en que la ciencia de materiales expresa la rigidez y no la resistencia, y en la que se describen las presiones del interior de los planetas y de los laboratorios de alta presión.

El módulo elástico es su uso principal. El acero tiene un módulo de Young de unos 200 gigapascales, el cobre 117, el aluminio 70, el vidrio corriente 70, el hormigón en torno a 30, la madera en la dirección de la fibra de 10 a 15, y el caucho menos de una décima de uno. Esas cifras describen cuánto se estira un material bajo carga, no cuándo se rompe, y explican por qué una viga de acero de la misma resistencia que una de aluminio se deforma menos.

El diamante marca la cima de la escala ordinaria. Su módulo de unos 1200 gigapascales es el más alto de cualquier material natural, y por eso se emplea para hacer yunques en el trabajo a alta presión: nada más puede empujar tan fuerte sin deformarse antes. El diamante sintético se fabrica industrialmente a unos cinco gigapascales y alta temperatura, en prensas construidas expresamente para sostener esa presión.

El interior de la Tierra se describe en la misma unidad. La presión en la base de la corteza ronda un gigapascal, en el límite entre manto y núcleo unos 136, y en el centro del planeta unos 360. Las celdas de yunque de diamante de laboratorio alcanzan hoy y superan el valor central, lo que permite estudiar directamente el comportamiento del hierro y de los silicatos en condiciones planetarias en lugar de inferirlo.

Por contraste, el punto más profundo del océano ejerce solo unos 0,11 gigapascales. Esa comparación merece guardarse, porque muestra cuánto mayores son las presiones geológicas que cualquier cosa relacionada con el agua: el fondo de la fosa de las Marianas es una milésima de la presión del centro de la Tierra.

Por debajo del gigapascal, el megapascal describe la resistencia, y por encima queda poco salvo la física estelar y teórica. El terapascal aparece sobre todo en el módulo elástico de los nanotubos de carbono y en el interior de los planetas gigantes, así que el gigapascal es en la práctica el techo del intervalo en que trabajan laboratorios e ingenieros.

Un gigapascal equivale a 1 000 000 000 de pascales, a 1000 megapascales, a 10 000 bar o a unas 145 000 libras por pulgada cuadrada.

Información sobre el Newton por metro cuadrado (N/m²)

El newton por metro cuadrado es una unidad de presión igual a un pascal. Su símbolo es N/m². Ambos no son solo equivalentes sino idénticos: el pascal es el nombre dado a esta combinación, y antes de que la Conferencia General de Pesas y Medidas adoptara ese nombre en 1971 la unidad de presión del Sistema Internacional no tenía nombre alguno y se escribía por extenso.

Ambas formas sobreviven porque hacen trabajos distintos sobre el papel. El pascal es compacto y se lee como unidad por derecho propio, lo que conviene a una medición. El newton por metro cuadrado muestra sus dimensiones, lo que conviene a un cálculo, porque hace visible que multiplicar por un área en metros cuadrados dará una fuerza en newtons.

La ingeniería de estructuras se apoya en esa segunda propiedad sin cesar. Las cargas de uso se especifican en kilonewtons por metro cuadrado, con unos 1,5 para una vivienda, 3 para una oficina y 5 para un local de pública concurrencia, y multiplicar esa cifra por la superficie da directamente la carga en kilonewtons que las vigas deben soportar. Escritas como kilopascales, las mismas cifras serían correctas pero ocultarían el paso.

La nieve y el viento siguen la misma convención. La sobrecarga de nieve se da en kilonewtons por metro cuadrado, desde unas décimas en clima suave hasta varios en la montaña, y la presión del viento sobre una fachada igual. Como esas cargas se combinan con el peso propio, que es de suyo una fuerza, mantenerlo todo en newtons evita tener que convertir nada.

La construcción se repite un prefijo más abajo. Un newton por milímetro cuadrado es exactamente un megapascal, y por eso las resistencias de los materiales aparecen en los planos como N/mm² tan a menudo como MPa. El patrón merece reconocerse: siempre que un documento escribe fuerza sobre área en lugar de nombrar una unidad de presión, es porque quien escribe espera que quien lee multiplique.

Nada más distingue a las dos formas. Cualquier valor en newtons por metro cuadrado puede escribirse como pascales sin cambio, y cualquier tabla de conversión las trata como una sola entrada. La elección es cuestión de para qué va a usarse la cifra.

Un newton por metro cuadrado equivale a 1 pascal, a 0,01 milibares, a 0,00001 bar o a unas 0,000145 libras por pulgada cuadrada.