<em>Josiah Willard Gibbs, uno de los fundadores de la termodinámica química, e introductor del concepto de fase.</em>

El concepto de fase es multidisciplinar. Hablan de fases los físicos, los químicos, los astrónomos, los epidemiólogos, los economistas, los biólogos, los geólogos, los médicos... Pero ¿qué es una fase?

Los diccionarios generales no nos ayudan a aclararlo. En el diccionario de la RAE hay definiciones genéricas, y después definiciones del concepto aplicables a cada ámbito de especialización, definiciones que normalmente son incomprensibles si no estás introducido en el lenguaje del ámbito correspondiente.

Comparemos las definiciones genéricas en catalán y en español. Según el diccionario oficial del Institut d'Estudis Catalans, una fase es un "estado por el cual pasa un proceso, una cosa o un ser vivo, en el curso de su desarrollo". La definición en español de la RAE es "cada uno de los distintos estados sucesivos de un fenómeno natural o histórico, o de una doctrina, negocio, etc." Llama la atención que en ambas definiciones aparezca el término estado, y que se considere que el concepto de fase se aplica a un proceso evolutivo.

Analicemos brevemente el concepto de fase en los sistemas fisicoquímicos, y comparémoslo con el concepto de fase que el gobierno de España ha impulsado en la desescalada de la pandemia. En físicoquímica fase no es sinónimo de estado. Este es un tema que da para muchas lecciones de clase. Para resumirlo, seguiremos los textos sagrados e intentaremos entenderlos. Según la IUPAC (International Union of Pure and Applied Chemistry), organismo que agrupa todas las sociedades químicas del mundo y tiene, entre otros muchos servicios, recopilaciones de nomenclatura, una fase es "una entidad de un sistema material uniforme en cuanto a la composición química y estado físico". La IUPAC no define qué es un estado físico, pero este es un concepto común genérico que se refiere a los conocidos estados clásicos sólido, líquido y gas, y también al estado plasma. No consideraremos aquí otros estados de la materia más sofisticados como el condensado de Bose-Einstein, el condensado de Fermi, ni las estrellas de neutrones. Estos son tipos de estados más complejos, pero que quizás son más sencillos de entender que las fases de desconfinamiento...

Sólido, líquido y gas son estados sencillos de visualizar y cuyas propiedades son muy conocidas, pero podemos pensar si no hay también otros estados intermedios, como las espumas, las pastas, las emulsiones, los cristales líquidos o los geles. Y sí, desde el punto de vista macroscópico estos sistemas tienen propiedades intermedias entre sólidos y líquidos, pero es porque todas estas materias están constituidas por dos o más sustancias yuxtapuestas, siendo cada una de ellas una fase diferente. Por ejemplo, la leche es una emulsión en la que hay -simplificando muchísimo- dos líquidos diferentes: una disolución de agua con lactosa, y, dispersas por ahí, gotitas de la grasa de la leche. La leche es, pues, un líquido, formada por dos sustancias independientes, cada una de las cuales también en estado líquido, y que son fases distintas: la fase acuosa -una disolución- y la fase oleosa -una mezcla de triglicéridos de la grasa de la leche. En resumen, la leche está en estado líquido pero no es una fase líquida, sino dos yuxtapuestas. Lo mismo se podría decir de la mayonesa, de las pinturas o de muchos cosméticos.

Ahora nos vamos a complicar la vida, especialmente en la terminología.

Se suele considerar que dos fases yuxtapuestas están separadas por una superficie ideal de separación que tiene dos dimensiones. En castellano no se acepta por ahora el término intercara, a pesar de que es muy usado, y acepta solo interfaz, pero restringida a sistemas electrónicos, y la hace derivar de interface. Esta superficie ideal matemática de separación es aceptada por la RAE definiéndola como interfase, y la hace derivar -sorprendentemente- del inglés interphase, no de interface

En resumen, por ahora: dos fases están idealmente separadas por una superficie a la que se denomina interfase-superficie matemática, en inglés interface. Pero todavía lo complicaremos más. Hasta aquí, la descripción elemental, que no tiene en cuenta la estructura íntima de la materia. Pero podemos describir la materia con una visión más detallada.

Si nos acercamos a escala microscópica a la zona de separación entre dos fases, esta discontinuidad que creemos ver entre un líquido y un gas, por ejemplo, no es tal. Siguiendo los principios de la teoría atómico-molecular, la separación no es una superficie matemática bidimensional, sino una región tridimensional de más o menos grosor, cuyas propiedades -la densidad, por ejemplo- van variando desde una zona muy densa de moléculas -el líquido- a una zona mucho menos densa -el gas- de forma paulatina. Entre el líquido y el gas hay una región de un grosor medible, de propiedades diferentes de las del líquido y del gas: es una fase intermedia o interfase, en inglés interphase, interfacial layer o interfacial region. Ni en catalán ni en castellano existe este término, pero en catalán podemos decir impunemente interfase; en castellano sería más ambiguo, porque el término interfase se referiría simultáneamente a una superficie matemática 2D y a una fase intermedia 3D de cierto volumen. Haría falta que se inventara un término nuevo.

Vayamos ya a la desescalada o desconfinamiento.

El BOE define las fases del proceso de desconfinamiento, y atribuye propiedades específicas a cada una: densidad, o distancia entre personas; tiempo en que se pueden poner en contacto los diferentes individuos; distancia a la que pueden desplazarse, etc. Las fases 0 y 1 casi definían una fase sólida: inmovilidad, distancias a recorrer mínimas, ninguna volatilidad (no poder salir al exterior)... La fase 2 es un poco líquida: se puede salir controladamente, se pueden recorrer más distancias, la interacción entre individuos puede ser mayor y más frecuente.... Y en la fase 3 casi estamos hablando de gases -no ideales- : movilidad superior, contactos más frecuentes, ir casi donde quieras, grupos más numerosos...

Las fases físicoquímicas genuinas son una u otra: o líquido o gas. En cambio las fases del desconfinamiento son menos definidas: por eso en Cataluña en algunas zonas se inventaron la fase 1,5 de desconfinamiento, y ahora se ha hablado de la fase 2,5, o de excepciones a la fase 2. Son situaciones que, estrictamente hablando, no son ortodoxas según el BOE, pero se inventan para superar las limitaciones de las definiciones rígidas: se han inventado así las interfases sociales, situaciones entre una fase y otra, de propiedades intermedias, menos rígidas que la fase anterior y no tan flexibles como la fase posterior.

Las analogías llegan hasta donde pueden. En química una fase tiene una composición uniforme: en el ejemplo de la leche, cada una de las gotitas dispersas de grasa es de la misma composición química que cualquier otra. En cambio, en una zona geográfica del desconfinamiento -por ejemplo la región de Barcelona en fase 2- hay situaciones muy diferentes, porque no es el mismo un barrio del centro de Barcelona que un pueblecito pequeño del Garraf, comarca con espacios muy desérticos al lado de Barcelona. Son diferentes los tipos de vivienda, el entorno y la proximidad de espacios naturales, la densidad de vehículos o la relación de los vecinos con su ayuntamiento o la escuela. Y a todo eso hay que añadir el diferente comportamiento de los individuos entre ellos. Los hay que bruscamente pasan de sólido -confinados en casa- a gas- deporte, ir lejos, playa, terraza de bar, ... y otros que lo hacen mucho más paulatinamente. En cambio en el mundo de la química todas las moléculas son iguales.

Comparemos todo ello con las fases de la Luna, que son luna nueva, cuarto creciente, luna llena y cuarto menguante. La Luna va girando sin pausa, cambiando continuamente de aspecto. Atribuimos el concepto de cuarto creciente a todos los momentos en que la Luna tiene forma aproximada de D, y cuarto menguante cuando tiene forma de C (ya sabemos desde pequeños que la Luna es una mentirosa). Así, el desconfinamiento se ha parecido más a las fases de la Luna que a las fases fisicoquímicas: ha habido en muchos casos una evolución paulatina, es decir que dentro de una misma fase se han dado por parte de la población comportamientos variados y variables, progresivamente liberados. Las autoridades intentan mantener el comportamiento de la población de la fase correspondiente con un mínimo rigor, con barreras, vigilantes, puertas cerradas, distancia social, imposición de mascarillas, colas organizadas y otros controles. Pero con poco éxito: basta con salir a la calle para constatarlo. Cierta gente tiene comportamientos que rebasan las normas, y en la práctica hacen impunemente lo que quieren. Eso, una molécula nunca lo haría.

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Claudi Mans Teixidó
Claudi Mans Teixidó

Catedrático emérito de Ingeniería Química por la Universidad de Barcelona. Autor de los libros de divulgación científica: La truita cremada (2005, Ed. Col·legi de Químics de Catalunya, catalán) y Tortilla quemada (2005, Ed. Col·legi de Químics de Catalunya). Els secrets de les etiquetes (2007, Ed. Mina, catalán) y Los secretos de las etiquetas (2007, Ed. Ariel). La vaca esfèrica (2008, Rubes editorial, catalán). Sferificaciones y macarrones (2010, Ed. Ariel), La química de cada dia (2016, Publicacions de la Universitat de Barcelona, catalán) y La Química en la cocina: una inmersión rápida (2018, Tibidabo Ediciones).

Director científico del Comité Español de la Detergencia, Tensioactivos y Afines (CED). Vocal de la junta de la Associació Catalana de Ciències de l'Alimentació (ACCA) y del Colegio-Agrupación de Químicos de Catalunya.

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