Para sorpresa de todos ¡el agua muy fría tiene dos formas distintas!

Según un estudio, en temperaturas frías el agua presenta un comportamiento raro. Al enfriarse se expande en lugar de contraerse, es por eso que el hielo flota.

Además, el agua fría es muy difícil de comprimir, y al congelarse, sus moléculas se pueden organizar de varias formas distintas. El caso, es que esta situación levanta polémicas y controversias en la comunidad científica.

Una de las teorías es que el agua muy fría existe de dos formas líquidas distintas, una menos densa y estructurada que la otra. Esto se baraja desde hace tres décadas.

Esto pone de manifiesto que existirían dos clases, y cada una sería un líquido diferente. Realizar la comprobación en el laboratorio es difícil, pero unos investigadores de Italia y de Estados Unidos han descubierto una fuerte evidencia de que esto podría ser verídico.

El agua en estado líquido podría presentar dos clases diferentes

En su estudio, Pablo Debenedetti y Gül H. Zerze, de la Universidad de Princeton, y Francesco Sciortico, de la de La Sapienza, en Roma, muestran que el "segundo punto crítico del agua" tiene lugar a temperaturas de entre -83 y -100 grados y a una presión atmosférica casi 2.000 veces mayor de la que hay al nivel del mar.

Para entendernos mejor, un punto crítico es un valor único de temperatura y presión en el que dos fases de la materia se vuelven indistinguibles, lo que sucede justo antes de que la materia pase de una fase a otra. Por ejemplo, en el caso del agua, tiene un punto crítico cuando pasa de líquido a vapor.

Sciortino, uno de los autores explica que "pueden imaginar nuestra alegría cuando empezamos a ver las fluctuaciones críticas comportándose exactamente como se suponía que debían hacerlo. Ahora puedo dormir tranquilo, porque después de 25 años, mi idea original ha sido confirmada".

El caso es que, hasta el momento, los experimentos que emplean moléculas de aguas reales para probar si existe un segundo punto crítico de "superenfriamiento" no habían logrado demostrar pruebas de su existencia.

Debenedetti comentaba que eso se debía a la tendencia del agua sobreenfriada a convertirse en hielo, en gran parte. Es por eso que estos dos investigadores recurrieron a modelos de ordenador.

Con las simulaciones y a medidas que las temperaturas bajaban mucho más allá del punto de congelación, comprobaron que la densidad del agua comenzaba a mostrar grandes fluctuaciones.

De esta forma, los científicos lograron detectar el punto crítico que buscaban a través de dos modelos informáticos diferentes del elemento.

En los dos modelos sometieron las moléculas de agua a dos enfoques computacionales distintos y los dos obtuvieron éxito al encontrar el deseado segundo punto crítico del líquido.

El segundo punto crítico del agua ya estaba aquí

Al igual que ocurre en el paso de la fase líquida a la de vapor, las dos fases del agua superenfriada se dan porque la forma de las moléculas puede dar lugar a dos manera distintas de unirse o empaquetarse.

Así, en el líquido de menor densidad, cuatro moléculas se agrupan alrededor de una quinta molécula centrar en forma geométrica, concretamente en un tetraedro.

En el líquido de mayor densidad, sin embargo, entra en juego una sexta molécula, lo que tiene el efecto de aumentar la densidad.

"Al sondear los límites de lo que es computacionalmente posible en la actualidad en esta área, proporcionamos una evidencia clara de la presencia de un punto crítico metaestable en la región profundamente sobreenfriada de las dos moléculas de agua" reflejan en el estudio los dos investigadores.

El hallazgo del agua tendrá ser confirmado mediante otros experimentos "que utilicen medios aún más precisos y computacionalmente más caros" comunicaban sus dos autores.