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SOLUCIÓN AL 10/6/2017 DESCONOCIDA AGUA

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DESCONOCIDA AGUA

No sólo son importantes los saberes, sino las ignorancias. En realidad, es más definitoria la ignorancia que el saber. No saber es bien fácil. Saber que no se sabe, conocer el límite entre la propia ciencia y la propia nescencia, ya no está al alcance de todo el mundo. Laín insiste en que la persona define su propia existencia en pugna marginal con todo lo que no conoce e ignora. Todos hemos tenido, alguna vez en nuestra vida una experiencia consistente en establecer esa delimitación con lo que no sabemos e ignoramos. En algún momento, todos, sin excepción, llegamos a saber que el agua está compuesta de hidrógeno y oxígeno. En ese instante asumimos ese conocimiento delimitándolo de la gran cantidad de cosas del agua que no conocemos o ignoramos Tras casi medio siglo dedicado al estudio de las moléculas, sigo aprendiendo cosas nuevas del agua que no conocía. Pero esto nos pasa con todas y cada una de las cosas que llegamos a conocer, desde esa tabula rasa que es nuestra mente cuando venimos al mundo.

Del agua se siguen descubriendo cosas constantemente. Algo tan común y abundante alberga secretos que desvela con la parsimonia de quien se sabe importante. Omnipresente en mares y océanos, ríos y atmósfera, cuerpos humanos y animales, así como vegetales, en forma sólida, líquida o gas. ¿a qué temperatura se puede enfriar sin congelarse? Una respuesta poco meditada hará uso del punto de fusión en condiciones normales y hablará de 0ºC para el agua pura. Otros más y mejor avisados, nos dirían que a -13ºC y no a 0ºC, es cuando el agua se congela en su totalidad, cuando no solo se enfría, sino que se estructura en formas tetraédricas formando el hielo. Es posible que aun así permanezca agua líquida. Para la utilización de cubitos para refresco, poco importa el hecho. Para el estudio del cambio climático si y mucho, ya que la cantidad de radiación que absorbe la atmósfera terrestre tiene que ver con las cantidades de agua cristalizada y líquida que haya y este es un dato importante en los modelos del cambio climático.
Propiedades singulares
Todo parece indicar que la formación del hielo no la decide solamente la temperatura, sino los cambios físicos asociados a la estructura molecular del agua. Moore y Molinero lo han explicado en la acreditada revista Nature con detalle. En el agua líquida las moléculas de agua están unidas por puentes de hidrógeno. En el agua cristalina se pueden formular hasta dieciséis formas de unirse las moléculas. Las propiedades del agua son muy diferentes de las de otras moléculas. El hielo flota, pero en otras sustancias al congelarse son más densas y se hunden. Gracias a esto cuando el agua se hiela en el mar, como en los polos, por ejemplo, el hielo es una capa superficial y por debajo continúa siendo líquida y la temperatura es más templada, permitiendo la vida de los peces.

Papel de los cambios de estructura
Se ha observado agua líquida en las nubes a -40ºC y se han hecho experimentos que la observan hasta a -41ºC. Las impurezas inducen la cristalización del hielo, al actuar como núcleos de condensación y cuando esto se da, se congela a 0ºC. Un agua sin agentes que produzcan la nucleación puede alcanzar temperaturas muy bajas antes de que el cambio de estado tenga lugar. La ausencia de núcleos de condensación implica que la única forma de formar una semilla para que tenga lugar la nucleación es por un cambio en la estructura del líquido. La cuestión que se plantea es descubrir cómo se controla el proceso de nucleación. Moore y Molinero han simulado el proceso de congelación con un algoritmo muy rápido y concluyen que al aproximarse a -48ºC la fracción de moléculas unidas a otras formando tetraedros sufre un incremento notable. Es decir, subyace un proceso que forma el escenario en el que se produce la congelación. Hay una caída brusca de la densidad, un incremento de la capacidad térmica y también un aumento de la capacidad de compresión. Esto justifica por qué el agua es más fácil comprimirla conforme se enfría, cosa que no ocurre con otros líquidos. Son estos cambios de estructura los que controlan la formación del hielo a partir de agua líquida. Y -48ºC es la temperatura más baja a la que puede permanecer como líquido antes de congelarse. ¡Desconocida agua!

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Sobre el autor

Atanor es una herramienta de búsqueda. Esta sección pretende ser una vía por la que se vierten aspectos relevantes de la Ciencia y la Tecnología: hechos, reflexiones, consideraciones, aspectos destacables. Pretende recoger todo aquello que forma parte de lo que queremos conocer, pretendemos saber y no no está bien que forme parte de la ignorancia.

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