Newtons a libras-fuerza: la conversión que se llevó por delante un orbitador marciano
Qué hace esta conversión
Una libra-fuerza es el empuje que ejerce una libra de masa bajo la gravedad estándar, y sigue siendo la unidad de los planos estructurales, de las cargas admisibles de cables y de las fichas técnicas de motores de cohete anglosajones. Una primera etapa anunciada en 7 600 000 newtons es, para quien diseñó su tobera, una máquina de 1,7 millones de libras-fuerza. Multiplicar por 0,2248 devuelve la cifra que ese equipo espera leer, sin alterar la fuerza física ni un gramo.
Una unidad gravitatoria en un mundo absoluto
La libra-fuerza se define como el peso de una libra avoirdupois en gravedad estándar, lo que la fija en 4,44822 newtons. Eso la vuelve cómoda para todo lo que se pesa o se iza en la Tierra y algo incómoda en cualquier otro sitio, porque ese mismo objeto tira en la Luna con la sexta parte de fuerza. Una cifra en newtons viaja con el objeto; una cifra en libras-fuerza queda atada a la superficie donde se midió.
Tabla de conversión de newtons a libras-fuerza
Fuerzas que aparecen en planos y fichas reales, desde un apretón de manos firme hasta un propulsor. En las filas de arriba un desliz de unidad deja de ser un error de redondeo y pasa a ser un fallo de misión.
| Newton (N) | Libra-fuerza (lbf) |
|---|---|
| 1 | 0.2248089431 |
| 10 | 2.248089431 |
| 100 | 22.48089431 |
| 500 | 112.40447155 |
| 1000 | 224.8089431 |
| 9806.65 | 2204.62262185 |
| 10000 | 2248.089431 |
Por qué se perdió el orbitador de 1999
La Mars Climate Orbiter se desintegró en la atmósfera en septiembre de 1999 porque dos equipos usaban dos unidades distintas. El fabricante de la nave entregaba el impulso de los propulsores en libras-fuerza por segundo; el equipo de navegación leyó esas cifras como newtons por segundo. Cada corrección de trayectoria resultó así unas 4,45 veces más fuerte de lo previsto, y una órbita que debía rozar el planeta acabó entrando en él. La misión costó unos 125 millones de dólares y el fallo fue aritmético, no de ingeniería.
Comprueba en qué sentido corre el factor
Los dos factores se recuerdan al revés con mucha facilidad. Al pasar de newtons a libras-fuerza el número encoge, porque la libra-fuerza es la unidad mayor; en el sentido contrario crece, y lo hace por un factor de 4,44822. Si una carga de 100 newtons acaba de convertirse en 448 libras-fuerza, la división se hizo al revés y la respuesta es unas veinte veces demasiado grande.
Preguntas frecuentes
¿Cuánto son 100 newtons en libras-fuerza?
Son 22,48 libras-fuerza. Basta multiplicar 100 por 0,2248 y sale 22,48 directamente. Un empuje así equivale más o menos al peso de un yunque de 10 kilogramos apoyado en un banco, y ronda la quinta parte de lo que levanta con las dos manos una persona fuerte.
¿Cómo pudo un error de unidades destruir una nave?
La nave llevaba propulsores cuyo impulso se informaba en libras-fuerza por segundo, mientras que el software de vuelo que consumía el dato esperaba newtons por segundo. Entre ambas hay un factor de 4,45, así que cada empujón que recibía la nave era varias veces más intenso de lo que creían los navegantes. Entró en la atmósfera marciana a la altitud equivocada y se destruyó allí.
¿Es la libra-fuerza lo mismo que las libras de una báscula?
Una báscula graduada en libras muestra libras-fuerza, porque un muelle o una galga extensométrica miden un empuje y no una cantidad de materia. La libra que indica es la fuerza que ejerce una libra de masa bajo la gravedad terrestre. En la Luna ese mismo instrumento marcaría alrededor de la sexta parte, y por eso las balanzas de laboratorio se construyen para comparar masas.
¿Cuántos newtons tiene una libra-fuerza?
Exactamente 4,4482216152605, un valor fijado por la libra internacional y por la gravedad estándar. En la práctica los ingenieros escriben 4,4482 o simplemente 4,45, y la diferencia solo se nota con cargas muy grandes. Una tensión de cable de 1000 libras-fuerza son 4 448,22 newtons.
¿Qué sectores siguen especificando cargas en libras-fuerza?
La industria aeroespacial y la ingeniería civil de Estados Unidos, junto con la mayoría de las normas estadounidenses de presión, par y ensayo de materiales. Un cilindro de hormigón se rompe en libras-fuerza, un cable de grúa se certifica en libras-fuerza y un banco de ensayos de cohetes informa el empuje igual. Los planos métricos de esas mismas empresas suelen llevar las dos cifras juntas.