Conversão de Terapascais para Gigapascais

Informações sobre o Terapascal (TPa)

O terapascal é uma unidade de pressão igual a mil gigapascais, escrito TPa. São dez milhões de bar. Nada do que os engenheiros constroem trabalha a esta pressão, e a unidade pertence antes a dois cantos bem distintos da ciência: a rigidez dos materiais mais resistentes que se conhecem e o interior dos planetas grandes.

As nanoestruturas de carbono puseram-na no mapa. Um nanotubo de carbono de parede simples tem um módulo de Young próximo de um terapascal, e uma folha de grafeno outro tanto, o que faz deles os materiais mais rígidos alguma vez medidos em relação ao seu peso. O diamante, durante muito tempo a referência, fica em 1,2 terapascais. Esses três valores são a razão de a unidade sequer aparecer na ciência dos materiais.

A rigidez a este nível não é o mesmo que a resistência. Um nanotubo opõe-se enormemente ao alongamento, mas uma fibra real feita de muitos deles cede a uma tensão bem mais baixa, porque os tubos escorregam uns sobre os outros. Confundir um módulo de um terapascal com uma resistência à rutura de um terapascal é um dos erros mais comuns nas descrições divulgativas destes materiais.

O interior dos planetas alcança pressões de terapascal verdadeiras. O centro de Júpiter é estimado em três ou quatro terapascais, e os núcleos de gigantes gasosos maiores acima disso. Em tais condições o hidrogénio comporta-se como um metal, e é isso que gera o campo magnético do planeta, pelo que a unidade descreve um estado da matéria e não uma carga sobre uma estrutura.

Os laboratórios já lá chegam por instantes. A compressão por choque conduzida por laser e as técnicas magnéticas pulsadas levam amostras à gama do terapascal durante nanossegundos, tempo bastante para registar como a densidade e a estrutura de um material respondem. Essas experiências são a única prova direta disponível sobre a matéria nas condições do interior dos planetas gigantes.

Para dar escala, um terapascal são dez milhões de vezes a pressão atmosférica e cerca de três vezes a pressão no centro da Terra. O número deixa de ser algo que uma pessoa possa sentir e passa a ser a descrição do que fazem os átomos quando se apertam o bastante para lhes mudar a química.

Um terapascal equivale a 1 000 000 000 000 de pascais, a 1000 gigapascais, a 10 000 000 de bar ou a cerca de 145 milhões de 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.