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Departamento de Química Inorgánica |
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| Curiosidades |
Paradójicamente, en el hielo podría encontrarse la solución al agotamiento progresivo de los combustibles fósiles. Más específicamente, en el metano atrapado en el hielo de los fondos marinos. Vayamos por partes.
El agua tiene unas propiedades muy especiales debidas a la tendencia de sus moléculas a formar enlaces de hidrógeno. Estas propiedades son responsables, por ejemplo, del clima moderado de la Tierra producido por el efecto amortiguador de los mares que produce la alta capacidad calorífica del agua. También juegan un papel fundamental en los procesos biológicos. Algo que quizá se resalta menos es el papel de los enlaces de hidrógeno en la estructura del hielo. En el hielo, la fortaleza de los enlaces de hidrógeno obliga al agua a adoptar una estructura abierta en la que existen huecos entre las moléculas: simplemente, aunque la distancia media entre moleculas es mayor en estas disposiciones, la orientación relativa de las mismas es la más adecuada para que las interacciones OH....O sean intensas.
La estructura abierta del hielo es la responsable de una de las características más curiosas del agua: el hielo se comprime al fundirse. La razón es bien simple si hacemos la analogía del hielo con un edificio normal en el que las moléculas de agua forman las paredes y los huecos son las habitaciones. En el punto de fusión, la agitación térmica colapsa la estructura del hielo, de forma que algunas de las moléculas empiezan a ocupar sus huecos: el derrumbe parcial del "edificio" disminuye su volumen.
Pero además, los huecos del hielo pueden atrapar, como si de una jaula se tratara, diversos tipos de moléculas. En química, estos compuestos-jaula reciben el nombre de clatratos (hidrato-clatratos cuando la jaula es de hielo). Se conocen una gran variedad de compuestos enjaulados en el hielo (por ejemplo, Ar, Kr, Xe, Cl2, Br2, CO2, SO2, CHCl3, etc.). La condición básica es que el tamaño de la molécula y del hueco sean los apropiados. La mayoría de hidratos se pueden obtener simplemente por congelación del agua en presencia del gas dado.
En los fondos marinos de varias partes del mundo, se pueden encontrar jaulas de hielo que atrapan gas metano producido por la digestión microbiana de la materia orgánica presente en el lodo del fondo marino. Estos cristales de hielo del subsuelo marino acumulan más energía que todas las reservas mundiales de crudo juntas. Se estima que al menos duplican el contenido en carbono encerrado en todos los depósitos de gas natural, petróleo y carbón mineral de la Tierra. Ahora bien, el poder utilizar este gas metano no es tarea sencilla. Los hidratos de metano son estables sólo a temperaturas cercanas al punto de congelación y a la altas presiones de las profundidades marinas (al menos unos 500 metros de profundidad). La perturbación de los hidratos submarinos podría liberar cantidades ingentes de metano poniendo en peligro el medio ambiente (el metano es un gas de efecto invernadero). De hecho, se está estudiando el efecto de las liberaciones naturales de metano submarino en el calentamiento de la atmósfera. En todo caso, no podrán aprovecharse estas enormes reservas energéticas si no se encuentran métodos de extracción que eviten el peligro de una liberación repentina y explosiva de metano.
Más información en E. Suess, G. Bohrmann, J. Greinert, E. Lausch, Hielo inflamable, Investigación y Ciencia, Febrero 2000.