EN BUSCA DE LOS SECRETOS DEL AGUA

Un estudiante del MIT junto a un equipo de investigadores que lo secundan han comenzado una serie de investigaciones para tratar de develar los misterios del agua.

Si, la misma que bebemos diariamente y de la cual nuestros cuerpos son parte, tiene un comportamiento físico que es aún para la ciencia un misterio absoluto.

Por ejemplo, a diferencia de casi todos los otros compuestos, que por lo general se contraen al enfriarse, el agua se expande cuando se congela, motivo por el cual el hielo flota sobre ella.

Los resultados, publicados recientemente en la Actas de la Academia Nacional de Ciencias sobre la investigación de sus propiedades podría tener implicaciones importantes para campos que van desde la biología a la construcción, debido a que el comportamiento del agua afecta a todos estos importantes procesos.

En este video clip, Yang Zhang experimenta con agua sobreenfriada, un aspecto clave de esta investigación. Una botella normal de agua de manantial se mantuvo en el congelador durante toda la noche. Al mantenerse quieta, el agua alcanzó una temperatura muy por debajo del punto de congelación, pero no se congeló por no tener centros de nucleación, tales como cristales de hielo, burbujas o arrugas que son imprescindibles para iniciar el proceso de congelación. Así, al someter la botella a un impacto repentino, la onda expansiva causa de inmediato la casi total congelación del agua.
El agua es "probablemente la sustancia más rara en la Tierra", dice Yang Zhang, autor principal la investigación."Se comporta de manera muy diferente que otros materiales", dice, "y sus características pueden perfectamente clasificarse como anómalas".

El trabajo fue realizado en colaboración con el director de tesis de Zhang, Sow-Hsin Chen, profesor en el MIT del Departamento de la Ciencia y la Ingeniería, y otros seis co-autores.

La transición del agua entre los estados básicos de la materia ( sólido, líquido, gaseoso ) implica un cambio molecular realmente anómalo si se toma como referencia cualquier otra sustancia presente en la naturaleza.

Por ello, se sondeó la estructura molecular del agua a través de un amplio rango de presiones y temperaturas, logrando mantenerla en estado líquido muy por debajo de su punto de congelación normal.

Con sus moléculas en ese estado,se pudo analizar su densidad mediante los haces de neutrones de un reactor en el Instituto Nacional de Estándares y Tecnología y se encontró una diferencia en la densidad del agua al acercarse a la temperatura de transición prevista en direcciones opuestas, como predice la teoría.

Pablo Debenedetti, profesor de ingeniería y ciencias aplicadas en la Universidad de Princeton, que no participó en esta investigación, opina que "se trata de la posible existencia de una fase de transición entre dos fases distintas del agua líquida " "Aunque los experimentos apoyan la teoría, la interpretación se complica porque el agua confinada podría comportarse de forma diferente al agua a granel". "Las herramientas teóricas necesarias para relacionar de forma inequívoca las observaciones en grandes volúmenes de agua no están disponibles en la actualidad", dice.

Por ser el agua clave para muchos aspectos de la vida de las personas, la comprensión de estos fenómenos podrían tener consecuencias importantes. Por ejemplo, Chen explicó en una conferencia sobre la agricultura de baja temperatura, que los organismos vivos, aparentemente, no pueden ser revividos después de ser sometidos a temperaturas inferiores a -45 C debido a la transición del agua a un estado de baja densidad que bloquea las proteínas, moléculas a partir de cuyo funcionamiento se construye todo organismo vivo.

Se podría establecer un limite inferior y otro superior de temperatura basados en las propiedades del agua y la comprensión de sus límites, y también podría alterarse el agua mediante la disolución de ciertas sustancias químicas y cambiar los puntos de transición superiores e inferiores a dichos límites.