Conversión de Pascales a Nanopascales

Información sobre el Pascal (Pa)

El pascal es la unidad de presión del Sistema Internacional y se escribe Pa. Se define como un newton de fuerza repartido sobre un metro cuadrado, y lleva el nombre de Blaise Pascal, cuyos experimentos con barómetros en la década de 1640 establecieron que el aire pesa y que su presión disminuye con la altitud. La Conferencia General de Pesas y Medidas adoptó el nombre en 1971.

Es una unidad notablemente pequeña. La presión atmosférica a nivel del mar son 101 325 pascales, de modo que la presión bajo la que todos vivimos es un número de seis cifras, y casi todo uso práctico de la unidad lleva por ello un prefijo. Esa incomodidad no es un defecto de diseño, sino consecuencia de la coherencia: el newton y el metro cuadrado se fijaron primero, y el pascal es lo que sale de dividir uno entre el otro.

La acústica es el campo donde los pascales desnudos resultan naturales. La presión de referencia de la escala de decibelios son veinte micropascales, tomados como el sonido más débil que un oído joven y sano puede detectar, y una conversación corriente ronda los 0,02 pascales de presión sonora. El umbral del dolor queda cerca de 63 pascales, así que todo el intervalo de la audición humana abarca unos seis órdenes de magnitud en esta unidad.

Los objetos cotidianos dan idea de la escala. Una hoja de papel de oficina apoyada plana presiona la mesa con unos 0,8 pascales. Una brisa suave ejerce unos pocos pascales sobre una pared, y la diferencia de presión que mueve la ventilación de un edificio suele estar entre diez y cincuenta. Todo lo que una persona percibe como fuerza está ya en los millares.

Las formas con prefijo hacen el trabajo real. La meteorología usa hectopascales, numéricamente idénticos a los antiguos milibares, de modo que una lectura de 1013 en un parte no exigió reaprender nada. La ingeniería usa kilopascales para presiones de neumáticos y de fluidos, y la ciencia de materiales usa megapascales y gigapascales para la resistencia y la rigidez, donde un megapascal es un newton por milímetro cuadrado.

El pascal aparece también dondequiera que se hable de una tensión mecánica y no de una presión, ya que ambas tienen las mismas dimensiones. El módulo de Young, el límite elástico y la tensión cortante se expresan todos en pascales o en sus múltiplos, y por eso una sola unidad abarca la presión de un neumático y la rigidez del acero.

Un pascal equivale a 1 newton por metro cuadrado, a 0,01 milibares, a unas 0,0000099 atmósferas o a unas 0,000145 libras por pulgada cuadrada.

Información sobre el Nanopascal (nPa)

El nanopascal es una unidad de presión igual a la milmillonésima parte de un pascal. Su símbolo es nPa. Marca el extremo lejano de la escala de presiones, la región en que la idea de presión como empuje sobre una superficie deja de servir y pasa a ser una afirmación sobre lo pocas partículas que hay.

El hogar más claro de la unidad es el vacío extremadamente alto. El vacío corriente de laboratorio llega a los milipascales; el ultraalto vacío, empleado por la física de superficies y por los tubos de haz de los aceleradores de partículas, llega a los micropascales. Por debajo está el vacío extremadamente alto, en nanopascales y menos, y alcanzarlo exige una cámara estanca, horas de horneado a doscientos grados para expulsar el gas del propio metal y bombas que atrapan moléculas en vez de empujarlas.

A esas presiones una cámara no está vacía. Un nanopascal contiene todavía algo así como un cuarto de millón de moléculas por centímetro cúbico, lo que parece muchísimo hasta compararlo con los veinticinco trillones que hay en ese mismo volumen de aire de una habitación. Lo que importa no es el número sino el recorrido libre medio: una molécula viaja ahora miles de kilómetros antes de chocar con otra, de modo que golpea las paredes mucho antes de encontrarse con una vecina.

Ahí está justamente la cuestión. La ciencia de superficies necesita que una muestra siga limpia durante todo el experimento, y a presión ordinaria una superficie recién hecha queda cubierta por una capa de gas adsorbido en cosa de un nanosegundo. A un nanopascal esa misma superficie sigue limpia durante días. El vacío no está para quitar aire sino para comprar tiempo.

El espacio ofrece la comparación natural. La órbita baja terrestre ronda el micropascal, aún lo bastante densa como para que la atmósfera frene a los satélites y acabe por hacerlos caer. El espacio interplanetario anda en nanopascales. El espacio interestelar está mucho más abajo, en torno al femtopascal, que ninguna bomba terrestre ha igualado jamás: los mejores vacíos de laboratorio siguen siendo más densos que el espacio entre las estrellas.

La presión de radiación cae en terreno parecido. La luz solar sobre una superficie perfectamente absorbente, a la distancia de la Tierra, ejerce unos 4,5 micropascales, y a la distancia de los planetas exteriores baja a nanopascales. Las velas solares trabajan con estas cifras, y por eso han de ser enormes y ligeras para reunir una fuerza aprovechable.

Un nanopascal equivale a 0,000000001 pascales, a 0,001 micropascales, a 1000 picopascales o a unas 0,000000000000145 libras por pulgada cuadrada.