Água congela a temperaturas diferentes em superfícies carregadas

Experimento mostra efeitos elétricos no ponto de congelamento da água arrefecida, explicando fenômenos naturais.

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04 Fevereiro 2010 | 20h41

Entender efeitos dos campos elétricos no ponto de congelamento da água arrefecida pode explicar a formação de gelo em nuvens cumulus.

Entender efeitos dos campos elétricos no ponto de congelamento da água arrefecida pode explicar a formação de gelo em nuvens cumulus.

Qualquer um sabe: a água congela a 0ºC. Ou talvez não. Cientistas sabem há séculos que a água pura, na ausência de qualquer superfície de nucleação (uma etapa inicial da cristalização), pode permanecer em um estado líquido superesfriado até temperaturas de -40ºC. Mas pesquisadores israelenses foram além: descobriram que a água arrefecida (ou seja, em estado de nucleação) congela a temperaturas diferentes, se estiver em contato com uma superfície carregada positivamente ou negativamente.

Há mais de 150 anos se sabe que campos eletrônicos podem afetar o ponto de congelamento em água arrefecida. Entretanto, este fenômeno sempre foi difícil de ser estudado em detalhes, porque superfícies condutoras promovem a nucleação de água em qualquer circunstância. Agora, uma equipe liderada por Igor Lubomirsky, do Instituto Weizmann em Rehovot, elaborou um experimento em que a carga pode ser criada em superfícies isolantes para investigar os efeitos elétricos no ponto de congelamento da água arrefecida.

Os cientistas usaram um material piroelétrico de tantalato de lítio (lito3), que pode desenvolver uma carga elétrica positiva ou negativa – dependendo da temperatura – como uma superfície para o estudo das gotículas de água supercongeladas. Eles descobriram que em uma superfície com nenhum campo elétrico, as gotículas congelam em uma temperatura de – 12,5ºC. Em uma superfície carregada positivamente, o ponto de congelamento baixa para -7ºC, enquanto em superfície carregada negativamente, as gotículas só congelaram a -18ºC.

Há uma série de hipóteses que explicam os efeitos de campos eletrônicos sobre o ponto de congelamento de água arrefecida. “A mais popular defende que os campos eletrônicos afetem a orientação das moléculas de água, porque são polares”, explica Lubomirsky. “Não temos uma prova direta disso, embora ainda não se soubesse que cargas negativas e positivas pudessem afetar a nucleação”.

Paul Connolly, da Universidade de Manchestes, no Reino Unido, pesquisa a formação de cristais de gelo nas nuvens e afirma que o novo trabalho é interessante porque pode fornecer pistas para a compreensão do mecanismo pelo qual a formação de gelo é reforçada em nuvens do tipo cumulus (nuvens densas que formam em ar instável).