Se sabe que en lugares fríos se da la formación de los copos de nieve y que cada uno es único. ¿Cómo es eso posible?
Se parte de la idea de que, cuando hay nieve, implica que hace mucho frío que provoca la congelación del agua. La gran pregunta a esta gran verdad es: ¿por qué el agua no cristaliza en las 3 direcciones -alto, largo y ancho-, sino que lo hace de forma plana?
Hay que tener en mente la película de “Frozen” para verificar que ciertamente es algo que quizá no se haya planteado entre los espectadores, ya que posiblemente estuviesen ensimismados contemplando la creatividad de dichas formas.
El agua no se congela en las tres direcciones porque, conforme cae una gota, se va agrupando junto con otras gotas de su alrededor por los extremos, creando capas hexagonales que conforman el esqueleto principal.
La variedad de formas que se obtienen depende de la temperatura y humedad para provocar que el copo se ensanche por ambas caras. Esto último no se conoce demasiado entre la población, porque estamos acostumbrados a visualizarlos con una forma plana, pero hay copos de nieve que tienen forma de aguja, o de prisma.
Hay que agradecer al meteorólogo Wilson A. Bentley que, en 1885, tomó la primera foto de un copo de nieve, demostrando que ninguna era igual que otra tras tomar más de 5.000 fotos a estas maravillas.
¿Cómo influyen la humedad y la temperatura?
Cuando se enfrían las moléculas de agua, se congelan dando una forma hexagonal —por la disposición de los átomos—, haciendo que se forme un prisma —con dos caras basales y seis caras de prisma—.
Tras formarse este núcleo central, las gotas de los alrededores se fusionan con el hexágono inicial y se van incorporando en los vértices, haciendo así que se extiendan seis ramas radiales. Al menos 100.000 gotas son necesarias para hacer un solo copo de nieve, siendo un proceso que se calcula que tarda entre 30 y 45 minutos.
La forma del copo va a depender de la velocidad de crecimiento de las caras del hexágono. Si las caras basales crecen más deprisa —de forma vertical—, se tendrá un copo de nieve columnar, mientras que si crecen más rápido las caras de prisma —en dirección al exterior—, se tiene un copo de nieve plano.
Ukichiro Nakaya, físico japonés, estuvo investigando en los años 30 su proceso, y descubrió que, efectivamente, cada copo de nieve no se forman con las mismas condiciones, pero que su forma depende de la temperatura y la humedad. Dio lugar al “Diagrama de Nakaya” para desarrollar que, a una temperatura y a una humedad determinada, se daban diferentes formas.
Como se ve en el diagrama, la correlación entre los diferentes tipos de copos y las variables —humedad y temperatura— es muy compleja. Podemos observar cómo a temperaturas completamente diferentes existen regiones de la gráfica en las que solo se forman copos planos, mientras que en otras zonas solo se pueden encontrar copos columnares o una mezcla de ambas.
¿Quién querría dedicarse a estudiar copos de nieve?
El Dr. Kenneth Libbrecht es una de las personas más conocidas hoy día, pues es diseñador de copos de nieve tras estudiar astrofísica, y fue contratado por Disney para diseñar los copos de nieve para la película “Frozen”. Nunca se hubiera imaginado que se pudiese contratar a este tipo de profesionales para algo tan sutil: diseñar copos de nieve.
Recibió en 2010 el premio Nilsson de fotografía científica por sus fotografías del proceso de formación de los copos de nieve, que consiguió obtener en su laboratorio donde podía hacer crecer copos de nieve en condiciones controladas.
En 2018, científicos de la Escuela de Ingeniería de Viterbi de la Universidad del Sur de California (EEUU) aseguraron que, tanto los copos de nieve como las células cancerosas, obedecen a reglas fractales. Es un comienzo de un camino poco conocido donde los copos de nieve tienen el protagonismo en oncología.
Es sorprendente hasta qué punto pueden contemplarse maravillas de la propia naturaleza para llegar a ayudar a la sociedad con un conjunto de gotas de agua, ¿verdad?