El experimento que mostró que el agua es tan extraña que en realidad son dos líquidos
“Para que nuestros ríos lleguen sanos al mar“
El Agua y Curiosidades
En medio de su transparencia, el agua oculta varios enigmas.
No tiene olor, color ni sabor, y, sin embargo, es una de las sustancias más enigmáticas de la naturaleza.
Es el agua, un líquido que parece muy simple, pero que se comporta de manera tan extraña que usualmente se lo describe como una sustancia "anómala".
Y desafía las leyes de la química.
Al contrario de cualquier otro líquido, el agua se expande cuando se congela; cuando está caliente se congela más rápido que cuando está fría; y sus moléculas pueden moverse hacia arriba, en contra de la gravedad.
En total son más de 60 propiedades que diferencian al agua de otros líquidos.
El agua es mucho más compleja de lo que imaginamos. FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY
El comportamiento físico y químico del agua es tema de debate entre los científicos.
Algunos de expertos sostienen que el extraño comportamiento de sus moléculas se debe a que el agua tiene la capacidad de existir como dos líquidos distintos.
Uno de ellos es Anders Nilsson, profesor de física de químicos en la Universidad de Estocolmo, quien en un reciente experimento afirma haber demostrado esta particular característica del agua.
"No es que el agua sea un líquido complejo", le dice Nilsson a BBC mundo. "En realidad es la mezcla de dos líquidos simples".
Esta idea no es nueva. Es una hipótesis que se discute desde los años 90 y que hasta ahora solo se había recreado mediante simulaciones de computador.
El experimento se desarrolló bajo temperaturas y presiones extremas. FUENTE DE LA IMAGEN,PAL-XFEL
¿En qué consistió el experimento del Nilsson y su equipo, y cómo cambia lo que sabemos sobre el agua?
Temperatura y presión
A simple vista, el agua parece un líquido uniforme, pero a nivel microscópico, sus moléculas fluctúan agrupándose en dos regiones demarcadas por su densidad.
Esto, según el experimento de Nilsson, es lo que causa su extraño comportamiento.
Para demostrarlo de forma práctica, los investigadores estudiaron una muestra de agua ultrapura una temperatura de -63 ºC y con presiones hasta 3.000 veces mayores que la presión atmosférica.
Los investigadores pasaban de una presión a otra rápidamente, en cuestión de nanosegundos antes de que la muestra se congelara.
De esa manera fue posible rastrear, mediante rayos x, cómo se formaban los grupos de moléculas y fluctuaban de un lado a otro.
Bajo condiciones extremas, las moléculas del agua comienzan a agruparse en dos regiones distintas. FUENTE DE LA IMAGEN,UNIVERSIDAD DE ESTOCOLMO
A mayores temperaturas aparecía un líquido de alta densidad; y a bajas temperaturas se formaba un líquido de baja densidad.
También notaron que esta "anomalía" se hace más evidente entre más baja sea la temperatura.
"Lo que vemos son dos líquidos simulando ser uno solo mediante la fluctuación", dice Nilsson.
Comprender la naturaleza
El enigmático comportamiento del agua aún es tema de discusión entre los científicos.
De hecho, algunos no se identifican con la explicación de que el agua es la mezcla de dos líquidos.
Nilsson, sin embargo, sostiene que ese grupo de investigadores "es cada vez menor".
"Personalmente se me hace difícil visualizar cómo puedes tener dos tipos distintos de moléculas de agua", afirmó Alan Soper, del Laboratorio Rutherford Appleton en Reino Unido, en un reportaje publicado en el portal especializado Chemistry World.
Los científicos aún debaten si el agua es uno o dos líquidos. FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY
El comentario de Soper fue antes del más reciente experimento de Nilsson, pero está basado en resultados similares que ya antes había mostrado el profesor de la Universidad de Estocolmo.
Por otra parte, otros científicos se mostraron emocionados con el hallazgo de Nilsson y su equipo.
El experimento "añade más y más evidencia a la idea de que el agua en realidad son dos componentes", le dijo al portal Science News el físico Greg Kimmel, del Laboratorio Nacional del Noroeste del Pacífico, en Estados Unidos, quien no estuvo involucrado en la investigación.
Kimmel también concuerda con la idea de que esa característica es lo que explica que el agua "sea tan rara".
Resolver los enigmas del agua nos ayuda a entender mejor la naturaleza en la que vivimos. FUENTE DE LA IMAGEN,GETTY
Para Nilsson, su hallazgo sirve para comprender los enigmas del agua y su rol esencial en la naturaleza.
Fivos Perakis, uno de los profesores de la Universidad de Estocolmo que participó en la investigación, se refiere, por ejemplo, a lo que implica para los seres vivos.
"Me pregunto si los dos estados líquidos que fluctúan pueden ser un ingrediente importante en los procesos biológicos de las células", dice Perakis.
El investigador también se pregunta qué puede significar este logro en asuntos como la desalinización del agua.
"Creo que el acceso a agua limpia será uno de los mayores desafíos con el cambio climático".
Esas son cuestiones que están pendientes por responder. Mientras tanto, en medio de la transparencia del agua, siguen ocultos varios misterios.
Fuente:
Diciembre, 2020