Algunas curiosidades sobre el agua

4 12 2007

Cascadas… el agua en estado salvajeEn alguna que otra ocasión, he mantenido ciertas discusiones en las que defendía que existen aguas que “mojan” más que otras. Naturalmente, esta afirmación se ha tomado la mayoría de ocasiones, cuanto menos a burla. No hablamos que el agua no moje, sino que el ph de ésta, su dureza, su salinidad y otros factores, hacen que su composición química cambien ligeramente y, por ende, su capacidad de adherirse a la piel… que es lo que consideramos como “mojar”.Pues bien, en honor a esas largas charlas en las que el agua era la protagonista, hoy queremos traer aquí unas cuestiones relacionadas con el líquido elemento y que pueden resultar curiosas:

El agua seca:

Los superfluidos, también conocidos como agua seca, son aquellos líquidos que carecen de viscosidad y, por tanto, pueden deslizarse sin producir rozamientos. El concepto de “superfluidez” fue utilizado por primera vez por el físico ruso Pyotr Kapitsa alla por 1 938, con el objeto de definir una rara propiedad que exhibía el helio (He) líquido cuando era enfriado a -270’970C. A esta temperatura (próxima al cero absoluto), el helio fluye sin fricción, infiltrándose como si fuera un fantasma por orificios de tan sólo O’0000007 centímetros de diámetro.En realidad, podría decirse que el agua seca es el equivalente líquido de los materiales superconductores, cuya resistencia eléctrica desaparece a bajas temperaturas y son repelidos por un imán.

Para explicar por qué ciertos líquidos carecen de viscosidad hay que adentrarse en el complejo mundo de la mecánica cuántica. Así por ejemplo, el isótopo He4 líquido – un superfluido real- se comporta como un bosón. Los bosones, como pueden ser los electrones, tienden a alcanzar un mismo estado cuántico, esto es, energético. De esta forma, cuanto mayor sea el número de bosones en un estado, mayor será la capacidad de estas partículas que tenderán a alcanzarlo. Esto provoca que la pérdida de energía como consecuencia de los choques entre las moléculas de He4 sea prácticamente nula y, por tanto, pueda fluir sin ofrecer resistencia.

La respiración de agua:

Quien haya tenido ocasión de ver la película Abbys, del director James Cameron, habrá podido comprobar que el actor principal, al descender a grandes profundidades, respira un liquido rico en oxígeno (en concreto una emulsión oxigenada de fluorocarbono) que encharca totalmente sus pulmones. Esta idea, que parece sólo de ciencia-ficción, desde el punto de vista científico no es del todo descabellada.

Algunos investigadores, como el fisiólogo holandés A. Kylstra, andan tras un líquido respirable. La inmersión a grandes profundidades puede acarrear serias complicaciones para los buceadores, como son la narcolisis -cuyos efectos sobre el sistema nervioso son parecidos a la intoxicación etílica- y los peligros ligados a la descompresión. Esta se manifiesta cuando la transición rápida de una presión fuerte a otra débil expone al submarinista a una embolia gaseosa, caracterizada por la formación de burbujas de gas en la sangre y otros tejidos. Estas pompas pueden obstruir de forma peligrosa los capilares.Los científicos, para salvar estas barreras fisiológicas, siempre han soñado con hacer del hombre una criatura marina, que pudiera tomar el oxígeno directamente del agua. Kylstra ya ha probado un líquido “sobreoxigenado” con relativo éxito en animales, pero aún falta mucho para que pueda ser utilizado por seres humanos sin riesgo alguno.

El agua de mar es la ideal para elaborar el líquido de Kylstra. Cuando una persona se ahoga en un río o lago de agua dulce, ésta se difunde por ósmosis a través de las paredes de los alvéolos, diluye la sangre de los capilares y destruye los glóbulos rojos. Sin embargo, en un ahogado en el mar, al tener la misma presión osmótica, el agua salada no invade los alvéolos ni daña los vasos. En estas circunstancias el intercambio gaseoso es posible. Otros expertos, como el comandante galo Jacques-Yves Cousteau, ya fallecido, apuestan por unas branquias artificiales que se insertarían en el sistema respiratorio del buceador. Pero las dificultades a salvar, tanto técnicas como morales, son muchas.

¿Se oye mejor sobre una superficie helada?

La excelente propagación de un sonido sobre un lago helado o una cumbre nevada se debe, principalmente, a que la superficie dura y lisa del hielo refleja prácticamente todas las ondas sonoras, por razones evidentes, pero en días soleados concurre otro fenómeno que influye decisivamente sobre la propagación del sonido.

Las capas de aire contiguas a la superficie helada son más frías que las superiores, con la consecuencia de que las ondas sonoras se propagan son mayor facilidad en las capas altas que en las bajas. Y, obviamente cuanto más caliente sea el aire, más alta será la velocidad del sonido.

Ello conduce a un curioso efecto: las ondas sonoras que circulan por los estratos superiores adelantan a las de los inferiores. Esta diferencia de velocidades, aunque mínima, basta para modificar la trayectoria del sonido. Las ondas no se pierden en la atmósfera como cuando reinan condiciones meteorológicas normales -aire caliente en las capas inferiores y frío en las superiores-, sino que se aplastan contra el suelo, recibiendo la superficie helada una cantidad adicional de energía sonora.

Es por estas diferencias de velocidad por lo que tenemos la sensación de oír mejor cuando en un día soleado nos encontramos sobre un río o un lago helado.

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2 responses

13 12 2007
Carlos

creo haber encontrado una errata, los electrones no son bosones, son fermiones y por eso se distribuyen por los niveles energéticos de los átomos (aquello de dos en cada orbital con espines complementarios…), los que también se comportan como bosones creo que son los protones en ciertas condiciones que ahora mismo no te sabria decir, si no me equivoco es lo que se conoce como condensado de Bose-Einstein, éstos lo predijeron y hace unos años unos fisicos recibieron el Nobel por conseguirlo en el laboratorio.

salud!

29 12 2007
clementine

cuando hablaste del agua que moja no diste tantos datos… jusjusjusjus

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