El agua puede permanecer líquida a temperaturas muy por debajo de los 0 grados centígrados. Esta fase sobreenfriada es un foco actual de investigación científica. Un modelo teórico desarrollado en la Universidad Estatal de São Paulo (UNESP) en Brasil muestra que en agua sobreenfriada, hay un punto crítico en el que propiedades como la expansión térmica y la compresibilidad presentan un comportamiento anómalo.

A cargo de Mariano de Souza, profesor del Departamento de Física del Instituto de Geociencias y Ciencias Exactas de la UNESP en Rio Claro, el estudio fue apoyado por la FAPESP. Un artículo de Souza y colaboradores que describe el estudio ha sido publicado en Informes científicos .

"Nuestro estudio muestra que este segundo punto crítico es análogo a la transición líquido-gas en el agua a unos 374 grados Celsius y a una presión de unos 22 megapascales, "Dijo Souza.

Las fases líquida y gaseosa coexisten en el agua a aproximadamente 374 grados Celsius. Se puede observar la génesis de este comportamiento exótico, por ejemplo, en una olla a presión. En este punto, Las propiedades termodinámicas del agua comienzan a mostrar un comportamiento anómalo. Por esta razón, el punto se considera "crítico".

En el caso del agua sobreenfriada, también coexisten dos fases, pero ambos son líquidos. Uno es más denso y el otro menos denso. Si el sistema continúa enfriándose adecuadamente por debajo de 0 grados Celsius, llega un punto en el diagrama de fases donde la estabilidad de las dos fases se rompe, y el agua comienza a cristalizar. Este es el segundo punto crítico, determinada teóricamente por el estudio reciente.

"El estudio muestra que este segundo punto crítico ocurre en el rango de 180 kelvin [aproximadamente -93 grados Celsius]. Por encima de este punto, puede existir agua líquida. Se llama agua sobreenfriada "Dijo Souza.

“Lo más interesante es que el modelo teórico que desarrollamos para el agua se puede aplicar a todos los sistemas en los que coexisten dos escalas de energía. Por ejemplo, se aplica a un sistema superconductor basado en hierro en el que también hay una fase nemática [con moléculas orientadas en líneas paralelas pero no dispuestas en planos bien definidos]. Este modelo teórico se originó en varios experimentos con expansión térmica a bajas temperaturas realizados en nuestro laboratorio de investigación ”.

Este modelo universal se obtuvo mediante un refinamiento teórico del parámetro de Grüneisen, llamado así por el físico alemán Eduard Grüneisen (1877-1949). Simplemente pon, este parámetro describe los efectos de las variaciones de temperatura y presión en una red cristalina.

"Nuestro análisis de los parámetros Grüneisen y pseudo-Grüneisen se puede aplicar a una investigación del comportamiento crítico en cualquier sistema con dos escalas de energía. Basta con hacer los ajustes apropiados a los parámetros críticos de acuerdo con el sistema de interés, "Dijo Souza.