lunes, 30 de marzo de 2009

Descubren que el agua puede formar puentes

En determinadas condiciones la estructura puede medir 2,5 centímetros y resistir 45 minutos.

Una investigación realizada en Austria ha producido un fenómeno que nunca había sido observado: agua contenida en dos cubetas de laboratorio, separadas un milímetro la una de la otra, y sometida a cargas eléctricas positiva y negativa, se salió de dichas cubetas para unirse entre ellas formando un puente de hasta 2,5 centímetros de longitud durante 45 minutos. Los científicos creen que el campo eléctrico es el que genera cargas electroestáticas en la superficie del agua, provocando el efecto puente. Por Yaiza Martínez
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Un equipo de científicos de la Universidad Tecnológica de Graz, en Austria, ha hecho un sorprendente descubrimiento: aplicando un alto voltaje a dos cubetas de laboratorio llenas de agua destilada y que estaban en contacto entre sí, se generó de manera espontánea una conexión estable entre el agua de ambos vasos, formándose un puente de agua de hasta 2,5 centímetros de longitud, que se mantuvo suspendido en el aire desafiando a la gravedad durante 45 minutos.

Este fenómeno, hasta ahora desconocido, ha aparecido explicado en la revista especializada Journal of Physics D: Applied Physics bajo el título de “The floating water bridge”. En este artículo se señala que un detallado análisis experimental reveló que, además, el puente de agua transportó estructuras estáticas y dinámicas, así como calor y masa.

Los investigadores utilizaron dos cubetas de 100 mililitros, agua tres veces desionizada (es decir, agua a la que se le han quitado los iones de carga positiva y negativa), y dos electrodos –un ánodo y un cátodo- introducidos en las cubetas y cargados de forma que generasen una diferencia de potencial entre ambas del orden de entre 15 y 25 kilovoltios.

Tras la formación del campo eléctrico, se produjo un puente cilíndrico de agua de un diámetro de uno a tres milímetros, en el momento inicial del experimento, en el que las cubetas estaban separadas por una distancia de un milímetro. La superficie del agua se encontraba a tres milímetros de distancia de los bordes de los contenedores, que el agua escaló para “encontrarse” en el exterior de éstos.


Calentamiento del Agua

Poco a poco, los científicos fueron separando los recipientes pero el puente de agua se mantuvo, hasta alcanzar los 2,5 centímetros de longitud antes de que la estructura acuosa se rompiese.

De forma independiente a la longitud que tuviera el puente durante el proceso, se observó además que el agua fluía de una cubeta a otra, normalmente desde aquélla que contenía el ánodo hacia la que contenía el cátodo. La dirección del transporte de masa no pudo ser predicha.

Con el paso del tiempo, se comprobó asimismo que el puente de agua se calentaba, pudiendo alcanzar los 60 ºC después de 30 minutos, como consecuencia del campo eléctrico. Los científicos creen que la inestabilidad del puente tras los primeros 45 minutos podría estar ocasionada por este calentamiento.

Por último, las herramientas de medición empleadas por los investigadores revelaron la presencia de ondas de superficie y de oscilación internas de frecuencias de tres kilo hercios


Posibles Explicaciones

Para explicar el fenómeno, los científicos consideran que el campo eléctrico genera cargas electroestáticas en la superficie del agua que provocan el efecto puente. Según esta hipótesis, el campo eléctrico se concentra en el interior del líquido y convierte las moléculas de agua en una microestructura ordenada y estable que es la que hace que el puente se mantenga.

Esta hipótesis de la micro-estructura tiene su origen en el hecho observado de que la densidad del agua cambiaba entre los extremos de las cubetas y el centro del puente, dado que una micro-estructura que consistiera en una disposición de moléculas de agua podría tener una variación similar de la densidad.

Por otro lado, tal como explica al respecto el Instituto Leloir, los científicos detectaron estructuras internas con una cámara fotográfica de alta velocidad que, según ellos, tenían un patrón. Cada experimento comenzó con una estructura interna simple que, tras unos minutos, dio lugar a otras estructuras menores Según ellos, este hecho podría estar originado tanto por la contaminación del agua con polvo ambiental como por la temperatura creciente del agua antes mencionada.

Finalmente, el puente resultó sensible a los campos eléctricos externos: cuando los investigadores acercaron al puente de agua un trozo de vidrio cargado en forma electrostática, las moléculas del líquido se alinearon debido al campo electrostático no homogéneo de la superficie que cargó el vidrio, lo que resultó en una fuerza atractiva entre el puente y el vidrio. Esto hizo que el puente se curvara hacia el trozo de vidrio y formara un arco de agua.


Misteriosa Sustancia

El agua es sin duda la sustancia química más importante del mundo. Se han realizado numerosos intentos de medir o calcular la estructura del agua líquida más allá de la escala de su molécula, formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno.

Pero se trata de una difícil tarea por la compleja red que forman los enlaces de hidrógeno, que en sí ha sido objeto de varios estudios experimentales y teóricos, que se considera responsable de muchas de las propiedades especiales del agua y la razón por la que este líquido no puede ser tratado como cualquier otro.

Además, la interacción del agua con los campos eléctricos ha sido explorada intensamente en los últimos años, como en el caso de este experimento, cuyos resultados, según los científicos, suponen una nueva y desconocida manifestación de la desconcertante estructura del agua.

Los investigadores, liderados por Elmar Fuchs, explican que el inusual efecto del puente de agua flotante, así como las micro-estructuras en él observadas, podrían ser una pieza más del puzzle misterioso de la estructura del agua. Según publica la revista Physorg, el grupo investiga ahora el grado de organización que deberían tener dichas micro-estructuras para explicar los cambios de densidad en el puente de agua. Los resultados aparecerán publicados en el futuro.

 
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