Conversión de Terapascales a Kilolibras por pulgada cuadrada

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 Kilolibra por pulgada cuadrada (ksi)

La kilolibra por pulgada cuadrada es una unidad de presión igual a mil libras por pulgada cuadrada, o 6,895 megapascales. Su símbolo es ksi. No es una unidad de presión de uso corriente sino una unidad de tensión mecánica, y es como la ingeniería estadounidense expresa la resistencia de los materiales estructurales.

El acero estructural se especifica con ella. El grado conocido durante mucho tiempo como A36 cede a 36 kilolibras por pulgada cuadrada, y el acero de ala ancha que lo sustituyó como estándar americano cede a 50. La barra corrugada de grado 60 cede a 60, y los tornillos de alta resistencia se califican a 120 en tracción. Esas cifras son el vocabulario del proyecto estructural estadounidense del mismo modo que 355 y 500 lo son en Europa.

El hormigón usa la misma escala hacia abajo. Una mezcla estructural corriente alcanza cuatro kilolibras por pulgada cuadrada en compresión a veintiocho días, las mezclas de altas prestaciones llegan a ocho o más, y la cifra especificada aparece en los planos, en el diseño de la mezcla y en el informe de la probeta. Las aleaciones de aluminio quedan entre ambos, cediendo un grado tratado térmicamente corriente en torno a 35.

La mecánica de la fractura extiende la unidad en una dirección insólita. La tenacidad a fractura se expresa en kilolibras por pulgada cuadrada por la raíz cuadrada de una pulgada, un compuesto que parece extraño pero es dimensionalmente correcto, y describe cuán grande puede ser una grieta que un material tolere antes de que se propague. El equivalente métrico son megapascales por la raíz cuadrada de un metro, y convertir entre ambos exige cuidado.

Su relación con el mundo métrico es sencilla en principio. Una kilolibra por pulgada cuadrada son 6,895 megapascales, de modo que un acero de cincuenta ksi cede a 345 megapascales y una barra de sesenta ksi a 414. Quien lee planos de ambas tradiciones acaba aprendiendo ese factor, porque los dos sistemas nombran los mismos aceros con cifras distintas.

El nombre se malinterpreta a veces. Una kilolibra es aquí mil libras de fuerza, no la kilolibra de masa que en transporte se llama a veces kip, y la presión que nombra no tiene nada que ver con ningún peso dentro de un recipiente. Leer ksi como una tensión y no como una carga evita la confusión.

Una kilolibra por pulgada cuadrada equivale a 1000 libras por pulgada cuadrada, a unos 6,895 megapascales, a unos 68,95 bar o a unas 68 atmósferas.