Conversión de Terapascales a Gigapascales

Información sobre el Terapascal (TPa)

El terapascal es una unidad de presión igual a mil gigapascales, escrito TPa. Son diez millones de bar. Nada construido por ingenieros trabaja a esta presión, y la unidad pertenece en cambio a dos rincones bien distintos de la ciencia: la rigidez de los materiales más resistentes que se conocen y el interior de los planetas grandes.

Las nanoestructuras de carbono la pusieron en el mapa. Un nanotubo de carbono de pared simple tiene un módulo de Young cercano a un terapascal, y una lámina de grafeno otro tanto, lo que los convierte en los materiales más rígidos jamás medidos en relación con su peso. El diamante, referencia durante mucho tiempo, se sitúa en 1,2 terapascales. Esas tres cifras son la razón de que la unidad aparezca siquiera en la ciencia de materiales.

La rigidez a este nivel no es lo mismo que la resistencia. Un nanotubo se opone enormemente al estiramiento, pero una fibra real hecha de muchos falla a una tensión mucho menor, porque los tubos se deslizan unos sobre otros. Confundir un módulo de un terapascal con una resistencia a rotura de un terapascal es uno de los errores más comunes en las descripciones divulgativas de estos materiales.

El interior de los planetas alcanza presiones de terapascal auténticas. El centro de Júpiter se estima en tres o cuatro terapascales, y los núcleos de gigantes gaseosos mayores por encima de eso. En tales condiciones el hidrógeno se comporta como un metal, y eso es lo que genera el campo magnético del planeta, de modo que la unidad describe un estado de la materia y no una carga sobre una estructura.

Los laboratorios pueden alcanzarla ya de forma fugaz. La compresión por choque impulsada por láser y las técnicas magnéticas pulsadas llevan las muestras al rango del terapascal durante nanosegundos, tiempo suficiente para registrar cómo responden la densidad y la estructura de un material. Esos experimentos son la única evidencia directa disponible sobre la materia en las condiciones del interior de los planetas gigantes.

Para hacerse a la escala, un terapascal son diez millones de veces la presión atmosférica y unas tres veces la presión del centro de la Tierra. La cifra deja de ser algo que una persona pueda sentir y se convierte en la descripción de lo que hacen los átomos cuando se los aprieta lo bastante como para cambiar su química.

Un terapascal equivale a 1 000 000 000 000 de pascales, a 1000 gigapascales, a 10 000 000 de bar o a unos 145 millones de libras por pulgada cuadrada.

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.