6 cosas que no sabías sobre el agua

Nos dieron la vara con que era un líquido incoloro, insípido e inodoro. Aprendimos su ciclo y sus estados físicos, los ríos y mares que forman e incluso nos hartamos de hacer reacciones con ella incorporada. Pero a pesar de todo eso, no sabemos ni la mitad de ella y encima otras tantas están mal o incompletas. Como habréis podido deducir rápidamente si empezáis a leer a partir de esta línea, hablo del agua.

Ahora podéis sentiros afortunados, porque vais a ser iluminados por nuevos y fascinantes conocimientos que os aportarán un gran cambio en la vida (aunque no esperéis ligar más o ser millonarios).

El agua caliente se congela antes que el agua fría

La reacción de cualquier persona que me lea es que estoy loco y que no puede ser, que a la fría le queda menos para congelarse. La verdad es que ambas afirmaciones son ciertas. Sin embargo, no puedo dejar sin respuesta a alguien que me califique de demente. Pero para explicarlo hay que contar la historia de Erasto B. Mpemba.

Erasto era un estudiante de un instituto de Tanzania que en 1963 estaba haciendo helado en las clases de cocina. Al congelar las distintas mezclas descubrió que la que estaba caliente se congelaba antes que la fría. Cuando le preguntó a su profesor sobre este fenómeno, este respetuosamente se rió en su cara diciéndole:  "Todo lo que puedo decir es que eso es física Mpemba y no física universal".

Como, a pesar de su extrema confianza en las palabras de Mpemba, el profesor no le podía ayudar, acudió a un profesor de física, quien confirmó mediante un experimentos sus palabras. Este fenómeno se llamó el "Efecto Mpemba", y ya había sido descrito por Aristóteles, Francis Bacon y René Descartes.

Hay muchas explicaciones posibles ante este desconcertante efecto. Solo se ha confirmado que se hace mejor con diferencias de temperatura mayores a 30ºC.

Superenfriamiento y el hielo instantáneo

Empezaba con todo lo que aprendimos sobre el agua, y todos sabemos que el agua se congela a 0ºC. Tampoco. No es mentira, pero no siempre ocurre.Si tuviéramos agua pura y a una presión normal lo ponemos a 0ºC no se congelará.

La explicación es que el agua necesita unos puntos de nucleación. Los puntos de nucleación pueden ser desde burbujas de gas, impurezas o la propia superficie de la botella. Si no tiene estos puntos de nucleación, seguirá siendo agua superenfriada.

El agua no se congela hasta que no se activa la nucleación en el que el agua se congela instantáneamente como se ve en este vídeo. De la misma manera, el agua permanecerá líquida aunque sobrepase su temperatura de ebullición.

Agua cristalina

Volviendo otra vez al principio, ¿cuántos estados del agua aprendiste? ¿Solo 3? Solo para el agua hay 5 y para el hielo hay 14 por lo menos.

Aquí entra en acción el agua superenfriada de antes, es decir, el agua pura por debajo de su temperatura de solidificación. Por debajo de los 0ºC sabíamos que permanecía líquido, ¿pero hasta que punto? Si seguimos bajando la temperatura hasta los -120ºC se vuelve tan viscosa como la melaza. Y si llegamos a los -135ºC, recibiendo el nombre de agua cristalina, un sólido no cristalino.

Propiedades cuánticas del agua

Si ya las propiedades anteriores eran raras, a nivel molecular lo es más aún. En 1995 se realizó un experimento de dispersión de neutrones que tuvo un resultado extraño: los físicos descubrieron que cuando eran dirigidos a las moléculas de agua, notaron menos protones de hidrógeno de los esperados.

Resumiendo, durante algunos attosegundos (10^-18 s) sucede un raro efecto cuántico en el que la fórmula química del agua no es H2O, sino H1,5O

¿El agua tiene memoria?

En la homeopatía, un tipo de medicina alternativa, se supone que una solución diluida de un compuesto tiene efectos curativos, incluso si llega a un punto en el que solo hay moléculas de agua. En homeopatía explican esto como "memoria del agua", donde las moléculas de estas "recuerdan" que partículas se han disuelto en ella.

Para Madeleine Ennis, farmacóloga y profesora en la universidad Queen en Belfast, Irlanda del Norte, no le encontraba ningún sentido. Ennis, quien criticó en abierto la homeopatía, realizó un experimento para refutar la idea de que el agua tiene memoria, pero descubrió exactamente lo contrario.

En su articulo más reciente, Ennis describe como su equipo observó los efectos de las soluciones ultra-diluidas de histamina en los leucocitos involucrados en la inflamación. Estos basófilos liberan la histamina cuando las células son atacadas. Una vez liberadas, la histamina impide que se libere más. El estudio, reproducido en cuatro laboratorios diferentes, descubrió que las soluciones homeopáticas - tan diluidas que probablemente no contendrían ninguna molécula de histamina - funcionaba como esta. Posiblemente Ennis no esté contenta con las afirmaciones homeópatas, pero debe admitir que no puede negar este efecto.


Pero entonces como podría pasar? Los homeópatas preparan sus remedios disolviendo cosas como carbón, belladona o veneno de araña en etanol, y entonces diluyen esta "tintura madre" en agua una y otra vez. No importa cual sea el nivel de dilución, los homeópatas afirman que el remedio original permanece de alguna manera impreso en las moléculas de agua. Sin embargo, la solución cuan diluida esté, sus propiedades permanecerá en el remedio. 

Podrás entender porque Ennis sigue siendo escéptica. Y sigue siendo verdad que ningún ensayo homeopático ha mostrado resultados en los ensayos clínicos. Pero el estudio de Belfast (Inflammation Research, vol 53, p 181) sugiere que algo está pasando. "Estamos", dice Ennis en el artículo, "incapacitados para explicar nuestros descubrimientos y estamos informando para animar a otros a investigar este fenómeno." Si los resultados osn reales, dice las implicaciones serían profundas: tendríamos que reescribir la física y la química. (Fuente)

Ningún científico ha conseguido reproducir los descubrimientos de Ennis. Incluso James Randi ofreció un millón de dólares a quien consiguiera replicar los resultados. A pesar de todo, Ennis seguía escéptica, aunque afirma que el fenómeno que vio era real. Aquí ocurre lo que se llama ciencia patológica, que no tiene que ver con las patologías. Se trata de las áreas de investigación donde se obtienen resultados engañosos por efectos subjetivos, el efecto suelo o el pensamiento desiderativo.

Más recientemente, un equipo de científicos de la Universidad de Toronto (Canadá) y el Instituto Max Born en Alemania, estudian la hidrodinámica usando la espectroscopia multidimensional no lineal infrarroja han descubierto que el agua tiene una memoria de separaciones - de forma que la red de puentes de hidrógeno entre las moléculas de agua. El problema de la homeopatía era que el efecto sólo dura 50 femtosegundos (5 x 10^-14 s).

Púas de hielo

Las púas de hielo no son más que picos que crecen cual carámbano en las bandejas de los cubitos de hielo. Se pueden hacer con agua destilada.

Las púas de hielo crecen de la misma manera en la que se congela el agua de la bandeja de cubitos de hielo. Empieza a congelarse en la superficie, se congelaran primero las zonas de alrededor de los bordes. El hielo se congela lentamente desde los bordes, hasta que solo queda un pequeño agujero que se queda sin congelar en la superficie. A la vez, mientras se está congelando la superficie, comienza a formarse más hielo alrededor del cubito.
Dado que el hielo se expande cuando se congela, el hielo bajo la superficie empieza a empujar el agua por el agujero. Si las condiciones son idóneas, entonces el agua saldrá por el agujero y se congelará creando una estalagmita de hielo. Según el agua que salga, el pico será mas o menos largo. La púa más larga que se ha visto creciendo en un cubito de hielo normal era de 56 mm de largo.

A pesar de todo esto, aún quedan muchas propiedades que son poco conocidas. Para quien se quede con ganas de más, están todas recogidas en este artículo en inglés que recoge las propiedades anómalas del agua.

Fuente: Neatorama