07 abril 2010

Tipos de Hielo

Alguien me preguntó que cierto hielo tomado en una pista artificial de esqui en Dubai, era algo extraño.

La Física nos dice que hay catorce o quince tipos de hielo diferentes, segun las condiciones externas, principalmente presión y temperatura:

Típicamente los sólidos muestran dos o tres tipos diferentes de estructuras cristalinas; el hielo es mucho más versátil. El que todos conocemos, y la nieve, tiene una estructura hexagonal y recibe el nombre de Hielo Ih, pero jugando con la presión y la temperatura podemos generar otras estructuras del mismo modo que el grafito (una forma de carbono puro) puede convertirse en diamante si lo calentamos y aumentamos la presión unas 200.000 veces.


En la naturaleza también encontramos el hielo cúbico o Ic, que se forma a partir de vapor de agua a presión atmosférica normal pero temperaturas por debajo de los -80 ºC. Según contaron en 2005 los investigadores B. J. Murray, D. A. Knopf and A. K. Bertram en la revista Nature podría formarse en la alta atmósfera porque aparece en forma de diminutas gotitas a temperaturas inferiores a los -85 ºC.


En 1900 G. Tammann, que dedicó parte de su vida científica a "torturar" los cristales de hielo sometiéndolos a altas presiones (y a él mismo, pues en aquella época trabajar a ese nivel de compresión provocaba explosiones que segaron la vida de diferentes técnicos y científicos), descubrió que si alcanzaba las 3500 atmósferas (tres veces y media la presión en el fondo de la fosa de las Marianas) aparecían dos nuevos estados, los hielos II y III.


Fue Percy Bridgman de la Universidad de Harvard, el referente mundial del estudio de la materia a alta presión, quien en 1910 perfeccionó la técnica construyendo aparatos que alcanzaban más de 20.000 atmósferas. Y un año más tarde logró identificar 5 estados más de hielo, entre ellos el hielo VI, que fue conocido como hielo caliente pues permanecía sin fundirse hasta los 80 ºC. Claro que poco uso puede tener, pues si se deja de ejercer sobre el las 6500 atmósferas necesarias, empieza a fundirse. Si seguimos aplicando presión y alcanzamos las 22.000 atmósferas se convierte en hielo VII que se puede calentar hasta los 100 ºC sin que empiece a fundirse.



De toda esta parafernalia de hielos el más fantasmal es el hielo IV, que fue identificado en 1937 pero fuimos incapaces de obtener su estructura cristalina hasta 1981 debido a que rápidamente se convierte en otro más estable, el hielo V. La carrera continúa: en 2006 la revista Science informó de la obtención del que es hasta ahora el último tipo, el hielo XIV. Eso sí, en la soledad del espacio el único hielo que hemos encontrado es el amorfo; ni tan siquiera nuestro común hielo hexagonal aparece salvo, quizá, en las cercanías de un volcán. Eso sí, encontramos 4 tipos diferentes de hielos amorfos. ¿Cómo conseguirlos? Los artesanos del helado tienen la clave: enfriar muy deprisa para evitar que se formen los cristales.


Ismael

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