?Por qu¨¦ el agua congelada ocupa m¨¢s espacio que el agua l¨ªquida?

En tu pregunta a?ades, adem¨¢s, que este hecho es contrario a la intuici¨®n, ya que lo l¨®gico ser¨ªa que con el calor se expandiese y con el fr¨ªo se encogiese. Y tienes toda la raz¨®n, eso ser¨ªa lo esperable. Tu pregunta es la que nos hacemos todos cuando metemos la botella llena de agua en el congelador.

La respuesta a tu pregunta es que el agua tiene una cualidad especial. La mayor¨ªa de los l¨ªquidos cuando se enfr¨ªan ocupan menos espacio y cuando se calientan ocupan m¨¢s. Pero el agua es especial y se comporta de manera diferente al resto de las sustancias. Y esto es as¨ª a causa de las mol¨¦culas que la componen. Como sabes el agua es H2O. Cada mol¨¦cula de agua tiene dos ¨¢tomos de hidr¨®geno y uno de ox¨ªgeno. C¨®mo se unen los ¨¢tomos de hidr¨®geno entre s¨ª es lo que explica esta cualidad especial del agua. Cuando est¨¢ en estado l¨ªquido la uni¨®n de esos ¨¢tomos de hidr¨®geno es floja y por eso el agua l¨ªquida se mueve f¨¢cilmente. Pero justo a 0?C, el enlace entre los ¨¢tomos de hidr¨®geno se hace estable y el agua se organiza, lo que llamamos cristalizaci¨®n. Que es una agrupaci¨®n de manera ordenada, que en el caso del agua es la que precisamente hace que ocupe m¨¢s espacio.

El agua es la ¨²nica sustancia que tiene ese comportamiento

Normalmente las sustancias cuando se congelan ocupan menos espacio, pero el agua ocupa m¨¢s porque su estructura es hexagonal, lo que hace que haya menos mol¨¦culas en el mismo volumen. Y esa es la raz¨®n de que se expanda cuando se congela. Tambi¨¦n es verdad que a partir de los 4 ?C de temperatura, el agua se comporta como el resto de las sustancias. A medida que va calent¨¢ndose va aumentando de volumen. Pero entre 0 y 4 ?C se comporta de esa manera especial por los enlaces de hidr¨®geno. Y es la ¨²nica sustancia que tiene ese comportamiento.

El aumento de volumen que sufre cuando est¨¢ a esas temperaturas, entre 0 y 4 ?C, es de entre un 9 y un 10% de su volumen. Y esto tiene consecuencias ambientales. La m¨¢s importante es que al congelarse, el agua pierde densidad y por esa raz¨®n los icebergs flotan en el mar. Como el agua congelada flota, esa capa de hielo impide que se congele toda la masa de agua de los oc¨¦anos de los Polos. El hielo de la superficie al flotar hace el efecto de un aislante. Por esa raz¨®n en los Polos a pesar de las baj¨ªsimas temperaturas no est¨¢ congelado todo el mar, solo la capa de arriba. Y eso es clave para el funcionamiento ambiental del planeta.

Carolina Guardiola es doctora en ingenier¨ªa hidr¨¢ulica y medio ambiente, cient¨ªfica titular del Centro Nacional Instituto Geol¨®gico y Minero de Espa?a (CSIC) experta en hidrogeolog¨ªa y geomatem¨¢ticas.

Pregunta enviada v¨ªa email por Emilio

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