Descubren por fin cómo el agua conduce electricidad

A todos nos han enseñado desde corta edad algo esencial para la vida: El agua conduce la electricidad.

Sin embargo, ¿alguna vez os habéis preguntado como sucede? ¿cómo el agua conduce la electricidad? No os preocupéis, nadie lo sabía. De hecho, el cómo lleva 200 años siendo estudiado. Hasta que finalmente un equipo de científicos de la Universidad de Yale ha dado con la clave.

Esencialmente, se trataba de saber cómo los protones (partículas subatómicas con carga positiva) pasan a través de las moléculas de agua. Gracias al uso de espectroscopia, un proceso que permite ver qué sucede en el interior de las moléculas, se ha podido saber qué sucede exactamente.

Qué sabíamos sobre cómo el agua conduce la electricidad

Paradójicamente, aunque puede que algunos ya lo supieseis, el agua pura no conduce la electricidad, pues no posee electrones libres. Pero evidentemente este tipo de líquido elemento es raro fuera de un laboratorio; lo más común en la naturaleza es que el agua esté mezclada con sedimentos y minerales, los cuales ionizan las moléculas del agua para convertirla en un buen conductor.

En la naturaleza es que el agua esté mezclada con sedimentos y minerales, los cuales ionizan las moléculas del agua para convertirla en un buen conductor

Hasta ahora se sabía que los protones pasan de molécula de agua a molécula de agua a través del átomo de oxígeno (recordad el clásico H2O). Es un proceso que se llama mecanismo de Grotthus, descrito por el químico Theodor Grotthus en 1806. En ese caso los átomos de oxígeno no se mueven en absoluto, similar al péndulo de Newton, donde una bola golpea a la siguiente, que golpea a la siguiente, y así hasta el final (dejando los extremos imperturbables).

Nuestro conocimiento sobre cómo el agua conduce la electricidad se quedaba aquí, y no sabíamos más, hasta el reciente estudio publicado en la prestigiosa revista Science. Durante los últimos 200 años se han intentado usar métodos como los infrarrojos para ver cómo el agua conduce la electricidad estructuralmente hablando, pero lo más que se consiguió fue una foto borrosa del proceso.

El secreto de cómo el agua conduce la electricidad

Viendo que los métodos anteriores habían sido inútiles, los investigadores de Yale se plantearon una forma de “congelar” el proceso químico, pudiendo hacer una “foto” a dicho proceso y aislarlo, permitiendo así poder observarlo de forma más específica.

Para ello, se usaron cinco moléculas de “agua pesada” (agua hecha con un isótopo deuterio del hidrógeno), y enfriaron las moléculas de dicha agua hasta el cero absoluto (-273.15 ºC). Gracias a esto, saber cómo el agua conduce la electricidad (los protones, para ser exactos) fue mucho más fácil. Usando el método de la espectroscopia, han conseguido ver cómo el agua conduce la electricidad, estructuralmente hablando.

Gracias a este descubrimiento, ahora se podrá arrojar un poco de luz sobre otros comportamientos del agua, como su segunda fase líquida, o su habilidad para congelarse en el punto de ebullición (cuando está confinada en nanotubos de carbono). En un principio puede parecernos “inútil” estudiar este proceso tan a fondo, cuando realmente ya sabíamos a grosso modo como se producía, pero llevar a cabo este tipo de investigaciones es esencial para entender realmente todo el mundo que nos rodea.

Cuando realmente sepamos cómo se comporta la materia, hasta en su más mínimo detalle, sabremos cómo y por qué funciona el mundo como funciona. El conocimiento es poder, ¿no?