Por Chris Deziel | Actualizado el 30 de agosto de 2022
Reducir el punto de congelación del agua es un truco común en la cocina:basta con añadir sal, azúcar o cualquier otro soluto. Sin embargo, aumentar la temperatura bajo cero es mucho menos sencillo y durante mucho tiempo muchos científicos se preguntaron si era posible. Investigaciones recientes han demostrado que, en condiciones específicas, el punto de congelación del agua pura sobreenfriada puede elevarse utilizando varias técnicas no convencionales.
El agua es una molécula polar que forma fácilmente enlaces de hidrógeno. Cuando una gota de agua pura se suspende en aire en calma y se evita que toque cualquier superficie, puede permanecer líquida muy por debajo de 0°C, hasta aproximadamente –40°C en entornos de laboratorio. Agregar alcohol cambia este comportamiento dramáticamente. Al enfriarse, las moléculas de alcohol se organizan en hexágonos parecidos al hielo que sirven como sitios de nucleación. Las gotas de agua se fusionan alrededor de estas estructuras, elevando efectivamente el punto de congelación de la mezcla a 0°C, a pesar de que el agua misma estaba sobreenfriada.
Los investigadores israelíes exploraron una vía diferente generando células cargadas con cristales piroeléctricos alojados en cilindros de cobre. En una habitación húmeda, enfriaron el ambiente hasta que el agua se condensó sobre los cristales. En una superficie sin carga, las gotas se congelaron a –12,5°C, pero cuando la superficie llevaba una carga positiva se congelaron a –7°C; con carga negativa el punto de congelación descendió a –18°C. Aún más intrigante, las gotas sobre una superficie cargada negativamente permanecieron líquidas a –11°C durante diez minutos. Cuando la carga se disipó, el aumento de la temperatura ambiente a –8 °C indujo una congelación rápida, un resultado que el equipo atribuye al restablecimiento de una carga positiva en los cristales.
Agregar hollín al agua pura puede elevar el punto de congelación en aproximadamente 7°C, pero el efecto es mucho más pronunciado con la hormona masculina testosterona. En experimentos, la testosterona aumentó el punto de congelación del agua superenfriada desde –40°C hasta –1°C. Si bien el mecanismo subyacente aún no está claro, los investigadores sospechan que funciona de manera similar al alcohol, proporcionando sitios de nucleación adicionales que promueven la formación de hielo.
El grado en que se puede reducir el punto de congelación del agua depende de la concentración del soluto, aunque existe un límite práctico. El punto cero de la escala Fahrenheit (–17,8°C) se define como la temperatura de congelación de una solución salina saturada; ya no se puede disolver más sal, por lo que 0 °F representa el punto de congelación más bajo alcanzable mediante la adición de soluto. Sin embargo, un verdadero sobreenfriamiento puede hacer que el agua permanezca líquida a temperaturas tan bajas como –48°C (–55°F), como lo demostraron investigadores de la Universidad de Utah.
