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1 de Noviembre de 2005
Química

Cristales de hielo en una célula convectiva

El control fino de la temperatura y los flujos de convección en una masa de agua nos permite crear estructuras de gran belleza.

Cristales de hielo formados en una célula convectiva inversa. [Ensayo encargado por el Cosmocaixa de Barcelona]

El agua constituye un compuesto necesario, abundante, accesible, económico y de sumo interés científico. La molécula consta de dos átomos de hidrógeno unidos a otro central de oxígeno, tendiendo un ángulo de unos 108grados. El agua presenta puntos de transición de una fase a otra muy próximos: la temperatura de congelación y la de ebullición distan solo cien grados Celsius.

Debido a su singular estructura mole­cular, el agua presenta un comportamiento térmico insólito. A medida que se enfría desde 100oC, su densidad aumenta. A los 3,98oC, el agua pura presenta un valor máximo de 1,00gramos por centímetro cúbico. Por debajo de esta temperatura la densidad disminuye de nuevo, hasta que a los 0oC el fluido solidifica y experimenta una expansión súbita que le lleva a una densidad de 0,92g/cm3. Esta diferencia de densidades explica que el hielo flote sobre el agua líquida.

El agua puede enfriarse por debajo de su temperatura normal de solidificación de cero grados Celsius, sin que se convierta en hielo. En tal estado, es un líquido sobreenfriado. La mínima perturbación de dicho estado metaestable (una simple agitación, por ejemplo) conduce a la solidificación. De hecho, el agua no se hiela hasta haber alcanzado antes el estado sobreenfriado.

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