El agua por debajo de cero grados y líquida existe, desde
luego.
¿Pero a menos cuarenta y tres grados centígrados?
Eso ha comprobado un
equipo del CSIC desarrollando una nueva técnica físico-química.
El agua es una sustancia muy especial. Todos lo sabemos
aunque pocos son conscientes de hasta qué punto este compuesto se comporta de
manera sorprendente.
Porque el líquido elemento, lejos de ser
"normal", es bastante caprichoso en ciertas condiciones; mostrando
propiedades imposibles para otros líquidos. La última de sus excentricidades
consiste en no congelarse cuando debería.
Agua subfría
Todos sabemos que el agua a menos de cero grados centígrados
se congela. Pero, ¿y si no fuera así? Esto mismo es lo que llevan barajando
numerosos científicos durante mucho tiempo. ¿Cúanto se puede enfriar el agua
sin que se congele? Esta pregunta no es baladí. Porque su respuesta está
relacionada con el hecho de ser tan importante para la vida.
Cuando bajamos tanto la temperatura del agua que la volvemos
terriblemente fría, sin que llegue a congelarse, hablamos de agua subenfriada.
Pero ¿hasta dónde podemos alcanzar? Un equipo de liderado por el CSIC ha
conseguido bajar la temperatura del agua por debajo de los cuarenta grados bajo
cero. En concreto a menos cuarenta y tres grados.
Para ello han empleado agua muy pura y batido el récord de
agua subfría del mundo, tal y como presentan en Physical Review Letters. La
técnica empleada ha consistido en preparar una fila muy uniforme de gotas
diminutas, dentro de una cámara de vacío. Estas se "lanzan" a una
velocidad de setenta y dos kilómetros por hora y se enfrían rápidamente por
evaporación superficial.
"Para determinar si las gotas seguían siendo líquidas o
se habían congelado, las iluminamos con un haz láser focalizado, y analizamos
espectralmente la luz dispersa por ellas”, explicaba para la prensa José María
Fernández, investigador del CSIC, en el Instituto de Estructura de la Materia.
Una de las cosas más interesantes de esta técnica para
producir agua subenfriada es que se puede emplear en otros experimentos para su
determinación estructural o para medir con precisión su temperatura. ¿Y qué ha
llevado a estos científicos a "jugar" con el agua a tan baja
temperatura? La respuesta está en sus increíbles propiedades.
Ese excéntrico líquido
Como ya hemos dicho, el agua tiene unas propiedades
consideradas anómalas. Por ejemplo, su densidad, es máxima a los cuatro grados
centígrados y su forma sólida, el hielo, es menos densa que el líquido. Por eso
este flota sobre el agua y no al revés, como ocurre con el resto de líquidos.
Esta propiedad, entre otras, es muy importante para la vida.
Para empezar, gracias a esto se preserva la vida en el fondo de los lagos
helados. Pero aún más importante es el hecho de que se mantengan los casquetes
polares a flote, sin modificar el volumen de los mares y afectando al clima
global de una manera incuestionable.
Otra de estas "excentricidades" del agua es su
capacidad calorífica, es decir, la cantidad de energía necesaria para cambiar
su temperatura. Esta se acentúa cuando el agua se enfría por debajo del punto
de congelación, algo que resulta único también. Con todo ello, ¿por qué
sorprendernos al ver que el agua no se congela cuando está a menos cuarenta y
tres grados?
¿Por qué no se congela el agua?
La razón para que no se congele, al igual que el resto de propiedades
extrañas, está en su composición físico-química. En concreto, en los puentes de
hidrógeno. La molécula de agua está compuesta por un átomo de oxígeno y dos de
hidrógeno. Esto le confiere una característica muy especial: es una molécula
bipolar.
Esto quiere decir que cada una de estas moléculas puede
comportarse como si fuera una especie de imán molecular, con una carga positiva
a un lado y otra negativa al otro. Permitiendo que se formen unos enlaces
efímeros conocidos como puentes de hidrógeno que, básicamente, son una fuerza
electrostática, débil pero muy importante en la naturaleza.
“El origen de las anomalía se achaca a la peculiar
estructura de puentes de hidrógeno entre las moléculas de agua", explica
Fernández, pero no se dispone de una explicación detallada a nivel
molecular", afirma. Lo que sí sabemos es que las moléculas de H2O en su
estado líquido o sólido se enlazan entre sí formando una red tridimensional.
Para entender mejor qué pasa en dicha red, una manera de
ahondar en este conocimiento es estudiar la estructura del agua líquida
subenfriada. “Cuanto más se enfría el agua por debajo de cero grados, más
inestable se vuelve respecto a su conversión en hielo, por eso el agua
profundamente subenfriada es tan inaccesible”, comenta el investigador del
CSIC.
Gracias a su técnica, ahora podemos medir el agua líquida
con una precisión de +/- 0,6ºC. Pero, además, ahora estamos más cerca de
comprender mejor al elemento al que le debemos la vida en nuestro planeta. ¿Qué
nuevos misterios nos mostrará este líquido sin igual?
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