Conversione da Micropascal a Gigapascal

Informazioni sul Micropascal (µPa)

Il micropascal è un’unità di pressione pari a un milionesimo di pascal. Il suo simbolo è µPa. È fra le più piccole unità di pressione d’uso pratico, e deve il suo posto a un solo numero: 20 micropascal, la pressione di riferimento rispetto alla quale si misura ogni livello sonoro in aria.

Quella cifra è la soglia dell’udito — all’incirca il suono più tenue che un orecchio giovane e sano rilevi a una frequenza di circa 1000 hertz. Quando gli acustici definirono la scala dei decibel per il suono aereo occorreva loro una pressione fissa di confronto, e scelsero quella soglia. Zero decibel significa una pressione sonora di 20 micropascal; ogni valore in decibel citato per una strada, una macchina o un concerto è un rapporto rispetto a quel numero.

La scala che ne segue è ripida. Venti decibel sono dieci volte la pressione di riferimento, cioè 200 micropascal. Sessanta decibel, una conversazione comune, ne sono mille volte, cioè 20 millipascal. Centoventi decibel, la soglia del dolore, ne sono un milione di volte: 20 pascal. L’orecchio copre in pressione un intervallo di un milione a uno, e il micropascal ne occupa il fondo.

L’acustica subacquea usa la stessa unità ma un altro riferimento. Il suono in acqua si riferisce a 1 micropascal e non a 20, perché la soglia dell’udito umano non ha senso in mare. Quella differenza pesa moltissimo: un livello citato in decibel sott’acqua non è confrontabile con uno in aria, e la distanza fra le due convenzioni è di circa 26 decibel prima di ogni altra correzione. I valori del sonar, le misure del canto delle balene e gli studi sul rumore del traffico navale portano per questo la dicitura re 1 µPa.

Fuori dall’acustica il micropascal compare nella scienza del vuoto. Un buon alto vuoto sta sui 100 micropascal, e l’ultra alto vuoto, il regime della fisica delle superfici e degli acceleratori di particelle, va da pochi micropascal giù fino ai nanopascal. Portare una camera a quel livello richiede ore di cottura per staccare dalle pareti il gas adsorbito.

L’unità affiora anche nella pressione di radiazione e nelle differenze di pressione piccolissime che gli strumenti di laboratorio risolvono. Ciò che si misura in micropascal è una misura e non una forza che qualcuno avverta, ed è proprio questo a rendere tanto utile la convenzione dei livelli di riferimento.

Un micropascal equivale a 0,000001 pascal, a 0,001 millipascal, a 1000 nanopascal o a circa 0,000000000145 libbre per pollice quadrato.

Informazioni sul Gigapascal (GPa)

Il gigapascal è un’unità di pressione pari a un miliardo di pascal, scritto GPa. Sono mille megapascal e diecimila bar. È l’unità in cui la scienza dei materiali indica la rigidezza anziché la resistenza, e in cui si descrivono le pressioni all’interno dei pianeti e nei laboratori ad alta pressione.

Il modulo elastico ne è l’uso principale. L’acciaio ha un modulo di Young di circa 200 gigapascal, il rame 117, l’alluminio 70, il vetro comune 70, il calcestruzzo attorno a 30, il legno lungo la fibra da 10 a 15, e la gomma meno di un decimo di uno. Quelle cifre descrivono quanto un materiale si allunga sotto carico, non quando si rompe, e spiegano perché una trave d’acciaio della stessa resistenza di una d’alluminio si infletta comunque meno.

Il diamante segna la cima della scala ordinaria. Il suo modulo di circa 1200 gigapascal è il più alto di ogni materiale naturale, ed è per questo che se ne fanno incudini per il lavoro ad alta pressione: nient’altro riesce a spingere così forte senza deformarsi per primo. Il diamante sintetico si produce industrialmente a circa cinque gigapascal e ad alta temperatura, in presse costruite apposta per reggere quella pressione.

L’interno della Terra si descrive nella stessa unità. La pressione alla base della crosta si aggira su un gigapascal, al confine fra mantello e nucleo su circa 136, e al centro del pianeta su circa 360. Le celle a incudine di diamante di laboratorio raggiungono oggi e superano il valore centrale, il che permette di studiare direttamente il comportamento del ferro e dei silicati in condizioni planetarie anziché dedurlo.

Per contrasto, il punto più profondo dell’oceano esercita solo circa 0,11 gigapascal. Quel paragone merita di essere serbato, perché mostra quanto le pressioni geologiche superino tutto ciò che riguarda l’acqua: il fondo della Fossa delle Marianne è un millesimo della pressione al centro della Terra.

Sotto il gigapascal il megapascal descrive la resistenza, e sopra resta poco oltre alla fisica stellare e teorica. Il terapascal compare soprattutto nel modulo elastico dei nanotubi di carbonio e all’interno dei pianeti giganti, sicché il gigapascal è di fatto il soffitto dell’intervallo in cui lavorano laboratori e ingegneri.

Un gigapascal equivale a 1 000 000 000 di pascal, a 1000 megapascal, a 10 000 bar o a circa 145 000 libbre per pollice quadrato.