Esta podría ser la razón por la cuál el agua se comporta tan distinta al resto de líquidos

^{Wikimedia Commons}

Desde hace mucho tiempo los científicos se han dado cuenta de que el agua es bastante rara. No se comporta como el resto de líquidos. Ahora, en un trabajo publicado en PNAS, un equipo internacional de investigadores cree haber encontrado la razón; y tiene que ver con la extraña disposición de sus moléculas.

Uno de los aspectos más extraños del agua es su inusual densidad. Normalmente, los líquidos se vuelven cada vez más densos a medida que se enfrían, pero el agua alcanza una densidad máxima de alrededor de 4 grados Celsius. Luego de ese punto, el agua se vuelve menos densa. Por eso cuando se convierte en hielo (a los 0° C), flota.

Eso no es todo. El agua también tiene una tensión superficial muy alta: luego del mercurio, tiene la tensión superficial más alta de todos los líquidos. Sumado a eso, el agua también tiene un punto de ebullición inusualmente alto, y el hecho de que tantas sustancias químicas se disuelvan en él también es realmente peculiar, si lo comparamos con otros líquidos.

Para sumergirse en algunas de estas propiedades extrañas, los científicos necesitan profundizar hasta el nivel molecular. A temperatura ambiente y como hielo, el agua tiene una disposición tetraédrica de moléculas, lo que significa que cada molécula de agua está unida a otras cuatro en forma de pirámide rugosa.

Con la ayuda de modelos computacionales

Para eso, el equipo de investigadores de la Universidad de Bristol (Reino Unido) y de la Universidad de Tokio (Japón) utilizó una supercomputadora y un modelo informático para realizar cambios en esta naturaleza piramidal de las moléculas de agua. Al hacer estos ajustes, pudieron hacer que el agua se comporte más como otros líquidos, por ejemplo, haciendo que el hielo sea más denso que el agua líquida, de modo que llegue a hundirse.

"Con este procedimiento, hemos descubierto que lo que hace que el agua se comporte de forma anómala es la presencia de una disposición particular de las moléculas del agua, como la disposición tetraédrica", explicó el autor principal del estudio, John Russo. Las propiedades anómalas del agua son el resultado directo de su disposición molecular especial.

^{El agua tiene una posición altamente ordenada
Universidad de Bristol}

"Cuatro de tales disposiciones tetraédricas pueden organizarse de tal manera que comparten una molécula de agua común en el centro sin superposición. Es la presencia de esta disposición altamente ordenada de moléculas de agua, mezclada con otros arreglos desordenados, lo que le da al agua su peculiaridad propiedades", añadió.

Si el agua no tuviera la forma que tiene, la vida tal como la conocemos no sería posible. No se comprime fácilmente, lo que significa que puede ser empujada, fluyendo a través de nuestras venas llegando hasta nuestras células sanguíneas, por ejemplo. Y como es un buen solvente, el agua de nuestros cuerpos puede disolver los nutrientes que necesitamos para funcionar. Incluso la baja densidad del hielo de agua ayuda a la vida: si los lagos se congelaran desde el fondo, la vida dentro no sobreviviría.

Por último, esa misma baja densidad es también la razón por la cual el agua se expande cuando se congela, lo que a su vez ha ayudado a formar nuestro planeta porque cuando se filtra en las rocas, se congela, se expande y rompe la roca desde el interior. ¿Se comportará igual el agua en otras partes del universo? Tendremos que llegar hasta ellos primero para averiguarlo.

Victor Román
Esta noticia ha sido publicada originalmente en N+1, ciencia que suma. 

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