Química y Física de los Copos de Nieve
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Ya está por llegar el invierno y por ende las fiestas navideñas que muchos ansiamos, y nos gustaría estar en unas de esas fechas en algún lugar donde la nieve caiga. Pero hay mucho más detrás de este fenómeno y los apasionados de la ciencia no podemos evitar ahondar en la composición de la nieve, emplear instrumentos de laboratorio como medidores de pH, para determinar su acidez o basicidad y también conocer por qué los copos tienen una forma tan fascinante y cuál es su relación con la geometría.
La geometría de los copos de nieve es un estudio realizado por primera vez en 1611 por Kepler, a través de una publicación descriptiva de la forma de las partículas de hielo, que contaba con una geometría hexagonal, aunque esto podía variar según las condiciones de humedad y temperatura. Pero, los copos también pueden adoptar formas basadas en el triángulo o el dodecágono. En 1885, el fotógrafo Wilson Alwyn Bentley, trató de identificar copos de nieve idénticos al fotografiar miles de ellos con un microscopio, hallando gran variedad de geometrías conocidas en la actualidad, aunque no le fue posible ubicar dos que fueran exactamente iguales, por lo que planteó una teoría al respecto.
¿Por qué los copos de nieve tienen distintas formas?
De acuerdo con criterios microscópicos, análisis de su forma y estudio con un medidor de pH su composición química, los cristales de hielo presentan al menos doce estructuras o fases distintas que son el resultado de un fenómeno atmosférico. Los más comunes tienen un diseño hexagonal, debido a que las partículas de agua presentan una estructura molecular que les proporciona dicha forma. Kepler, como hemos mencionado en párrafos anteriores, hizo una descripción de la geometría hexagonal a través de un estudio que obsequió a Rodolfo II de Habsburgo. Su particular patrón, por lo tanto, se explica mediante la química y viene dada por la temperatura y la humedad de la nube. En general, los copos de nieve se organizan en hexágonos, aunque si varían las condiciones medioambientales, su geometría cambiará a un triángulo o dodecágono.
Entre las clasificaciones más conocidas está la relacionada con la estrella o copo de Navidad y hay al menos 35 tipos distintos, de acuerdo con la Comisión Internacional de Nieve y Hielo.
Lógicamente, si analizan un copo de nieve bajo el microscopio y ahondan en su morfología con equipo de laboratorio, se darán cuenta de que su principio básico es el agua. No hace falta ser científico para saberlo, pero, sin lugar a duda, hay un proceso más complejo detrás de la formación de la nieve. Estos copos están conformados por cristales de hielo. Para originarse, primero debe congelarse una gota de agua alrededor de una partícula suspendida en el interior de la nube, que puede ser una mota de polvo o polen. Al llegar a su punto de congelación, el agua se transforma en un cristal en forma de prisma hexagonal y, si la temperatura en la nube alcanza los -13°C, las gotas de agua que rodean el cristal de hielo se condensarán sobre la superficie, dando lugar al crecimiento y ramificación.
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