Uno pensaría que del agua ya lo sabemos todo. Es el líquido más convencional y ubicuo, el más familiar y abundante; y, es también, el más estudiado y utilizado.
Sin embargo, el agua guarda secretos. A pesar de ser una molécula sencilla con solo tres átomos ligados de manera conocida, su comportamiento colectivo es complejo.
En la medida que hemos ido develando las desviaciones de lo que es común en la naturaleza nos vemos más y más sorprendidos por lo singular del comportamiento del agua.
Así, por ejemplo, normalmente los líquidos aumentan en densidad cuando se baja su temperatura: ‘cuanto más fríos, más densos’, pero el agua alcanza su máxima densidad cuando la temperatura desciende a los 4 grados Celsius y luego invierte el curso y se vuelve menos denso cuando la temperatura sigue bajando. Cuanto más se enfría menos densa es, de manera que el hielo flota en el agua. Para nosotros puede ser una curiosidad, pero no es así para la vida.
Por el carácter polar de su molécula formada por el oxígeno negativo y el hidrógeno positivo, el agua disuelve más sustancias que cualquier otro líquido.
Por otro lado, la tensión superficial del agua es la mayor de todos los fluidos comunes —con excepción del mercurio. La tensión superficial es la propiedad que hace que la superficie del agua se comporte como una película elástica formando lo que a muchos nos gusta llamar: la piel del agua. Gracias a la tensión superficial es que algunos insectos pueden caminar por su superficie, que las gotas tienden a ser esféricas y que una aguja puede flotar si se la coloca con cuidado sobre la superficie del agua en calma.
El agua puede absorber y liberar grandes cantidades de calor con cambios muy leves en su temperatura. A esta propiedad curiosa e inusual se la llama capacidad calorífica. Comparada con otras sustancias el agua necesita mucho calor para poder evaporarse. Tanto que se requieren cinco veces la energía que cuesta llevarla de 0 a 100 grados Celsius para que el agua pase de ser líquida a vapor.
Una propiedad muy curiosa del agua es la que tiene que ver con la luz. El coeficiente de absorción del agua depende de los colores. Absorbe casi todo excepto una región muy estrecha en el que la luz tiene alrededor de 500 nano-metros —es decir quinientas mil millonésimas de metro— de longitud de onda. En esta pequeña región de colores la absorción es diez millones de veces menor que en las regiones vecinas. Lo más interesante, es que esta región de mínimo de absorción se produce precisamente en la parte visible del espectro. El ojo humano solo puede ver longitudes de onda entre 400 y 700 nm de manera que es sorprendente que esto coincida exactamente con la región donde el agua es transparente. Por si eso fuera poco, la cantidad de luz emitida por el Sol también alcanza su máximo alrededor de este mínimo. En otras palabras: la luz visible logra atravesar un espesor considerable de agua para llegar a gran profundidad en los colores que más emite el Sol.
El máximo de emisión del sol y el máximo de transparencia del agua son dos eventos independientes de manera que esto es una coincidencia natural.
Otra de las propiedades interesantes del agua es que tiene un punto crítico. Esto es un valor de temperatura y presión por arriba de los cuales el agua sufre transiciones de fase en que se mezclan los estados.
Arriba del punto crítico conocido el agua es vapor y líquido al mismo tiempo. Cuando el agua se encuentra en esas condiciones se la llama “agua supercrítica” y aparece cuando se alcanzan los 374 grados Celsius y 218 atmósferas de presión. Por arriba de esa temperatura y presión, el agua es una extraña combinación de gas y líquido que, de manera conveniente, se comporta como uno y otro. Las aplicaciones tecnológicas del agua supercrítica son enormes. Se difunde como el vapor y disuelve como líquido, de tal suerte que se usa para extraer el petróleo en pozos porosos. También se usa en la eliminación de aguas residuales, la producción de hidrógeno y combustibles limpios, el reciclaje de materiales, la extracción de sustancias, etcétera.
Desde hace mucho (1992) que para explicar todos estos comportamientos extraños del agua los expertos propusieron la existencia de un segundo punto crítico. Como en el caso del punto crítico que conocemos, uno nuevo permitiría que las fases del agua se mezclen y confundan.
Hace unos meses que los especialistas encontraron evidencia de la existencia de este segundo punto crítico a bajas temperaturas. De manera que cuando creíamos que ya lo sabíamos todo sobre el agua volvemos a descubrir algo íntimo del líquido más “trivial” que conocemos.
¿Por qué ha sido tan difícil medirlo? Resulta que este nuevo punto crítico del agua se encuentra en la zona de nadie. El agua se cristaliza en hielo muy rápido y hace que los experimentos se compliquen.
Hace apenas unas semanas que la revista Science publicó la observación del agua justo antes de la cristalización con la ayuda de láseres de rayos X. Esto ocurre a temperaturas de 63 Celsius por debajo del cero y a mil atmósferas de presión.
Aunque el asunto no está zanjado la observación si se considera una fuerte evidencia de la existencia de un segundo punto crítico para el agua y es sin duda una de las grandes noticias científicas en lo que va del año.
Cuando pensábamos que lo sabíamos todo, descubrimos algo nuevo del maravilloso líquido que nos da vida.
AQ / MCB