Conversão de Pascais para Gigapascais

Informações sobre o Pascal (Pa)

O pascal é a unidade de pressão do Sistema Internacional e escreve-se Pa. Define-se como um newton de força repartido por um metro quadrado, e tem o nome de Blaise Pascal, cujas experiências com barómetros na década de 1640 estabeleceram que o ar pesa e que a sua pressão diminui com a altitude. A Conferência Geral de Pesos e Medidas adotou o nome em 1971.

É uma unidade notavelmente pequena. A pressão atmosférica ao nível do mar são 101 325 pascais, pelo que a pressão sob a qual todos vivemos é um número de seis algarismos, e quase todo o uso prático da unidade traz por isso um prefixo. Esse incómodo não é um defeito de conceção mas uma consequência da coerência: o newton e o metro quadrado foram fixados primeiro, e o pascal é o que resulta de dividir um pelo outro.

A acústica é o campo onde os pascais nus soam naturais. A pressão de referência da escala de decibéis são vinte micropascais, tomados como o som mais fraco que um ouvido jovem e saudável consegue detetar, e uma conversa corrente anda pelos 0,02 pascais de pressão sonora. O limiar da dor fica perto dos 63 pascais, pelo que todo o intervalo da audição humana abrange cerca de seis ordens de grandeza nesta unidade.

Os objetos do dia a dia dão a noção da escala. Uma folha de papel de escritório pousada plana carrega sobre a mesa com cerca de 0,8 pascais. Uma brisa suave exerce alguns pascais sobre uma parede, e a diferença de pressão que move a ventilação de um edifício situa-se em regra entre dez e cinquenta. Tudo o que uma pessoa sente como força já se conta aos milhares.

As formas com prefixo fazem o trabalho verdadeiro. A meteorologia usa hectopascais, numericamente idênticos aos antigos milibares, pelo que uma leitura de 1013 num boletim não exigiu reaprendizagem. A engenharia usa quilopascais para pressões de pneus e de fluidos, e a ciência dos materiais usa megapascais e gigapascais para a resistência e a rigidez, sendo um megapascal um newton por milímetro quadrado.

O pascal aparece também onde quer que se fale de uma tensão mecânica e não de uma pressão, já que ambas têm as mesmas dimensões. O módulo de Young, a tensão de cedência e a tensão de corte dão-se todos em pascais ou nos seus múltiplos, e é por isso que uma só unidade abrange a pressão de um pneu e a rigidez do aço.

Um pascal equivale a 1 newton por metro quadrado, a 0,01 milibares, a cerca de 0,0000099 atmosferas ou a cerca de 0,000145 libras por polegada quadrada.

Informações sobre o Gigapascal (GPa)

O gigapascal é uma unidade de pressão igual a mil milhões de pascais, escrito GPa. São mil megapascais e dez mil bar. É a unidade em que a ciência dos materiais indica a rigidez e não a resistência, e em que se descrevem as pressões no interior dos planetas e nos laboratórios de alta pressão.

O módulo de elasticidade é o seu uso principal. O aço tem um módulo de Young de cerca de 200 gigapascais, o cobre 117, o alumínio 70, o vidro comum 70, o betão à volta de 30, a madeira na direção do fio de 10 a 15, e a borracha menos de um décimo de um. Esses valores descrevem quanto um material se alonga sob carga, não quando parte, e explicam por que uma viga de aço com a mesma resistência de uma de alumínio deforma menos.

O diamante marca o topo da escala corrente. O seu módulo de cerca de 1200 gigapascais é o mais alto de qualquer material natural, e é por isso que se fazem dele bigornas para o trabalho a alta pressão: nada mais consegue empurrar com essa força sem se deformar primeiro. O diamante sintético fabrica-se industrialmente a cerca de cinco gigapascais e alta temperatura, em prensas construídas de propósito para aguentar essa pressão.

O interior da Terra descreve-se na mesma unidade. A pressão na base da crosta anda por um gigapascal, no limite entre manto e núcleo por uns 136, e no centro do planeta por uns 360. As células de bigorna de diamante de laboratório atingem hoje e ultrapassam o valor central, o que permite estudar diretamente o comportamento do ferro e dos silicatos em condições planetárias em vez de o inferir.

Por contraste, o ponto mais fundo do oceano exerce apenas cerca de 0,11 gigapascais. Essa comparação vale a pena guardar, porque mostra quanto as pressões geológicas superam tudo o que se prende com a água: o fundo da fossa das Marianas é um milésimo da pressão no centro da Terra.

Abaixo do gigapascal, o megapascal descreve a resistência, e acima pouco resta além da física estelar e teórica. O terapascal aparece sobretudo no módulo de elasticidade dos nanotubos de carbono e no interior dos planetas gigantes, pelo que o gigapascal é na prática o teto do intervalo em que laboratórios e engenheiros trabalham.

Um gigapascal equivale a 1 000 000 000 de pascais, a 1000 megapascais, a 10 000 bar ou a cerca de 145 000 libras por polegada quadrada.