El agua es una sustancia extraordinaria en multitud de sentidos. Así, a pesar de que todos aprendimos una vez que el agua se congela a los 0 ºC, lo cierto es que su límite de congelación puede estar muy por debajo.

El "líquido elemento" le debe su extraordinario nombre a una serie aún más extraordinaria de propiedades. La composición atómica del agua, que está formada por una molécula de oxígeno y dos de hidrógeno, hace que el conjunto se comporte como una especie de imán minúsculo, con un polo positivo y otro negativo. Esto provoca que se formen fuerzas de unión entre las moléculas gracias a dichas interacciones, conocidas como puentes de hidrógeno.

Gracias a estos puentes el agua tiene mucha más cohesión y es mucho más fuerte en su estructura que otros líquidos parecidos molecularmente. Además de esta resistencia estructural, el agua es uno de los disolventes más potentes que conocemos por estas mismas propiedades y, cuando se congela, ocupa más volumen que el agua líquida, lo que cambia su densidad. También podríamos hablar de la maravillosa tensión superficial que posee.

Pero volviendo al hielo, que es lo que nos interesa, decíamos que el agua tiene un tamaño y una composición muy característicos. Cuando la enfriamos, las moléculas se van ordenando y el agua se va volviendo cada vez más densa, hasta alcanzar su máximo a los 4 ºC. A partir de aquí, normalmente, comienza a congelarse formando una red cristalina tridimensional.

Esta red es la causante de que se formen los cristales de hielo, a medida que se agregan más y más moléculas a la estructura. Como decíamos, el hielo, precisamente por la forma de unirse entre sí, tiene menos densidad que el agua líquida. Si nos encontramos ante agua salada, por ejemplo, los iones disueltos pueden rebajar la temperatura a la que el agua se congela, ya que interfieren en la red cristalina. Esto también pasa con otros factores como la presión o la energía mecánica que se le administra al líquido.

Sin embargo, la estructura bipolar tan peculiar del agua hace que cuanto más fría esté, por debajo de cero grados, más inestable se vuelve. Una peculiaridad más del agua es que, por debajo de cero grados, su capacidad calorífica aumenta. Esto quiere decir que el agua necesita más temperatura de la que "debería", por su estructura, para pasar de hielo a agua, cuando sobrepasa el punto de congelación.

Todo este panorama nos ayuda a asimilar que el agua, a pesar de lo que vemos diariamente en un congelador de casa, pueda llegar muy por debajo de los 0 ºC sin congelarse. En concreto, tal y como demostró un equipo del CSIC a principios de este año, hasta los -42 ºC. La razón molecular, explican en el artículo los investigadores, es todavía desconocida, pero el efecto, y la manera de medirlo, es un importante descubrimiento.

Esta cifra ha conseguido batir el récord de agua subfría del mundo, que es como se conoce al agua líquida por debajo de los 0 ºC. Eso sí, para romper el límite han utilizado un pequeño "truco". Lo que hicieron en la investigación consiste en lanzar gotas de agua pura a setenta y dos kilómetros por hora en una cámara de vacío, donde se enfrían rápidamente por evaporación superficial.

Las mediciones, que no son nada sencillas, se realizaron con un haz de láser focalizado, analizando la luz que las atravesaba. De esta manera, los investigadores demostraron no solo que el límite del agua subfría está en 42 ºC, por el momento al menos, sino que su técnica puede ser utilizada para medir con muchísima precisión otros líquidos y determinar, así, su estructura interna.

Gracias a que el agua se comporta de manera tan extraña, la vida es posible sobre la Tierra. Si hubiéramos tenido que depender de otro líquido, probablemente todo sería muy distinto. Como el agua no se congela, en ciertas circunstancias, a menos de cero grados, bajo los polos existe agua líquida donde habitan una miríada de animales marinos.

Gracias a que el hielo tiene una menor densidad, los casquetes polares flotan. Estos son un componente esencial del motor climático del planeta ya que ayudan a la circulación de las grandes masas de aire. Este hecho sutil es de una importancia enorme, pues si no fuera así, y la capa de hielo de los polos no flotara, jamás podría haberse dado un planeta rico en climas, ecosistemas y biodiversidad como el nuestro.

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