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Abr 12 2006

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Lluvia engelante: superenfriamiento en la naturaleza

Lluvia Engelante

Hace poco recibí un email de una antigua compañera de piso. Contenía un archivo de PowerPoint con unas imágenes espectaculares de un pueblo del Norte de Ginebra. Además, venía amenizado con una canción que se ajustaba perfectamente a la atmósfera de las fotografías. Las imágenes que he puesto en esta entrada están sacadas de ahí: Lluvia Engelante

La lluvia engelante es un fenómeno meteorológico muy raro en paises cálidos como España pero que aparece de vez en cuando en regiones más frías. Es necesario que se junten una serie de condiciones para que esta espectacular y, a la vez, peligrosa manifestación de la naturaleza llegue a darse.

Cuando se produce una precipitación con unas temperaturas muy frías, originalmente se encuentra en forma de nieve. Pero si esta nieve pasa por una capa de aire cálida a unas decenas de metros de altura, ésta se funde y se transforma en lluvia. Sin embargo, con unas temperaturas bajas (por debajo de los 0ºC) en las capas inferiores, esta lluvia sufre un proceso de Superenfriamiento. Paradójicamente, este proceso de superenfriamiento hace que el agua llegue a una temperatura mucho más baja de la que debería necesitar para solidificarse y, a pesar de todo, no lo hace. Esto es debido a que para que el agua se solidifique a su temperatura normal necesita un núcleo de solidificación (en agua pura son los pequeños cristales de hielo). Pero si se parte de agua líquida que se enfria rápidamente no le da tiempo a formar cristales de hielo necesarios para solidificarse a la temperatura normal.

Aquí vemos como ocurre en un experimento cotidiano que es fácil y sencillo de hacer. Para quién quiera probarlo: Supercooled Water

 

En este caso, pasa lo mismo que en ese video. Tenemos agua muy muy fría, pero que aún no se ha congelado. Si las capas de aire calientes se encuentran a mucha altura, al agua le dará tiempo a congelarse y se producirá granizo. Sin embargo, si estas capas de aire caliente están a la altura adecuada (alrededor de los 50 metros) sólo se congelarán cuando tomen contacto sobre algo, ya sean coches, bancos, barandillas, árboles… El congelamiento tras el contacto es prácticamente instantáneo, de ahí que se formen estructuras de hielo que poco se parecen a las que ocurren normalmente:

Coche Congelado

Bancos Congelados

Árbol Congelado

Y lo que tiene de hermoso este fenómeno lo tiene también de peligroso. Los árboles, líneas telefónicas y eléctricas se rompen por el peso del agua congelada y las carreteras se convierten en auténticas pistas de patinaje sobre hielo. Es imposible conducir en esas condiciones. En 1998 ocurrió una lluvia engelante en algunos lugares de Canadá, fue un desastre. Se quedaron sin electricidad durante semanas y los accidentes de tráfico estuvieron a la orden del día:

 

Quiero pensar que los conductores estarían desesperados por salir de zonas que se habían quedado sin electricidad durante muchos días y no creer que tuvieran tendencias suicidas. Aunque el del autobús me da a mí que no huía precisamente…

Enlace permanente a este artículo: http://medtempus.com/archives/lluvia-engelante-superenfriamiento-en-la-naturaleza/

18 comentarios

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  1. Ambros

    Desde luego es tomarselo con calma y no salir de casa. No quiero ni imaginarme el caos que se produciria en España. Ya nos bloqueamos con unos centímetros de nieve…..

  2. Hugo

    Cómo te va? Un post interesante
    Me ha dejado una duda
    He tenido un profesor que me comentaba que hay ciertas ocaciones en ciertas nuven en las que se forman pelotas de hielo de un tamaño considerable. Digamos algo así como el doble de una pelota de tenis.
    Así que imagino que existen al menos dos procesos que no tienen nada que ver entre sí en la formación de hielo en la atmósfera.
    Bueno, en realiad no era una duda. (Creo).
    😛

  3. Shora

    Hugo:

    Sí, hay más maneras en cuanto a la formación de hielo, pero la verdad es que no sé mucho de las otras formas. Lo que sí he leído es que en un tipo de nubes se encuentra el agua en estado líquido y superenfriado. Los aviones al pasar por ellas pueden verse averiados por congelamiento del agua sobre éstos.

    Aunque no pueden existir fragmentos tan grandes de hielo en nubes, por el peso caerían al suelo mucho antes de ser tan grandes.

  4. Patxi

    Buenisimo el post y el video!

    ¡Y es material digno 100% de estar CPI! Me pregunto si mi post de salud de los geeks habrá despertado esta represalia física por parte de Shora… 8) 😉

    Y el video me ha encantado, pobres coches, ¡parecen cubitos de hielo resbalando sobre el mármol de la cocina!

  5. pipistrellum

    Creo que la lluvia engelante no es un fenomeno de supercongelación.
    Lo digo por que las gotas de lluvia no estan en ninguna de las dos condiones necesaria para supercongelación: o Presión o que este completamente quieta.

    Segun has explicado la nieve se derrite en un capa de aire caliente.
    Pero dudo que el llegue a estar bajo cero sin congelarse, yo creo que la explicación es otra.

    La lluvia llega a los objetos sobre cero grado. Pero en el suelo hay una capa de aire bajo cero, y como el aire todos los objetos.
    Las lluvia al contacto con los objetos y el suelo se congela instantaneamente.

    Los coches del video no se si tiene cadenas, pero creo que con cadenas no seria demasiado peligroso si se va despacito.

    Para las personas tambien hay cadenas.

    El fenomeno del Rime ice tambien es muy espectacular. No se si es lo mismo que escarcha o es otra cosa.

    PD: perdona, le dado a publish porque se me ha movido la pagina sola en el ultimo momento. Lo juro, no es broma se ha movido ella sola.
    Por favor, me puedes borrar el penultimo comentario?

  6. pipistrellum

    El mayor granizo peso 770gr

    Los granizos enormes se producen cuando un granizo pequeño cae y se derrite. Al derretirse creo que se hace menos aerodinamico y sube y se congela. Asi una y otra vez hasta que el graniza pesa tanto que acaba cayendo.
    Por eso una granizo tiene capas como las cebollas.

    El granizo se forma en las tormentas pero los más gordos se producen en los tornados

  7. Shora

    Patxi:

    Nada más lejos, ya sabes que en cuanto a temas físico-matemáticos os lo suelo dejar a vosotros. De hecho he buscado antes a ver si habíais escrito algo sobre ello (por no repetir contenido y tal). Como tampoco era algo muy complicado y me lo ha enviado una amiga pues ya lo tenía pensado desde hace más de una semana 🙂

    Pipistrellum: Hecho, borrado el penúltimo. Yo también me hago un jaleo con los códigos de los enlaces de cuando en cuando xD

    En cuanto a lo que dices de la lluvia engelante y el superenfriamiento. Se puede dar si la capa de aire fría debajo de la de aire caliente es lo suficientemente fina. Así la temperatura baja rápidamente pero no le da tiempo a cambiar de estado hasta que no cae sobre algo.

    Aquí sale muy bien explicado cómo se producen los cambios de temperatura necesarios:

    http://science.howstuffworks.com/framed.htm?parent=question302.htm&url=http://www.islandnet.com/~see/weather/elements/icestorm.htm

  8. Shora

    Si la temperatura es muy inferior a 0 ºC y lo pones bastante tiempo creo que sí se congelará, la diferencia es que tardará más que con el agua con sales. Y sí es así según cómo sea el vaso te puedes quedar sin él (por aquello del volumen mayor del hielo xD).

  9. Shora

    ¿A qué temperatura tienes el congelador? (Suponiendo que es ahí donde lo pones)
    Si está muy por debajo de los 0ºC es más fácil que se congele. Teniendo el agua a unos -10ºC o un poco más alto sería lo más adecuado.

    Ah, el agua desionizada no es exactamente lo mismo que la destilada. La primera no contiene iones pero si que puede contener compuestos no iónicos. El agua destilada, en cambio, si que es pura. Y puede que estos compuestos hayan actuado como nucleos de cristalización en tu experimento.

  10. pipistrellum

    Tienes razon, hay otro factor para que se produzca la congelación, las impurezas.

    Los copos de nieve se producen porque el agua pasa de vapor a hielo directamente de forma cristalizada.
    Para producirse un copo ( y tambien para las gotas de lluvia), se necesita un nucleo de condensación, que puede ser sal, esporas, polen, etc.
    En un documental sobre la nieve me parecio entender que hay unas bacterias que tienen un papel muy importante en la formación de nieve, pero lo oi de pasada y no me enteré bien.

    Sigo. En cada copo hay un solo nucleo de condensación. Al igual que en la gota en que se convierte cuando se descongela.

    Al volverse a enfriar el agua no tiene nucleos de condesación para congelarse y se congela en cuanto toca un objeto.

    ¿el agua destila se congelará? Voy a probarlo cojo el vaso más liso que encuentre y lo meto en el congelador.

    Luego te cuento.

  11. mikel

    A veces los memes tienen estas cosas. Fíjate que escribí un pregunta en el forum de CPI el día 11, y el día 12 aparece esta maravilla de post. Shora y yo tendremos telepatía?(ay, si existiera de verdad!) Y lo curioso es que parecemos una tribu (Shora, ojos, Patxi, Remo, pipistrellum, oikos(yo)…) y nos encontramos en sitios parecidos, ocularis, CPI, Tempus fugit… ¿Seremos de una secta y no lo sabemos?

  12. Shora

    Mikel: Jue, ahora he ido a mirar el foro y es cuando he visto la pregunta (antes no lo había visto). Y la diferencia debió ser de 1 o 2 horas, porque lo escribí en la madrugada del día 12 (aunque la fecha en blogger sale distinta) y tú a última hora del 11 xD

    Es la segunda vez que me pasa, con lo del bostezo ocurrió lo mismo, “contesté” a la pregunta antes de que supiera que se había formulado.

    Un gusto por una misma “secta” llamada ciencia es lo que tenemos en común 😉

  13. Remo

    Apoyo totalmente la moción de Shora: ¡pertenecemos a la única secta no sectaria que hay!

  14. pipistrellum

    Ya he hecho el experimento. En 45 minutos ya tenia hielo, ahora lo he roto y he metido el dedo y estaba frio, pero no tanto como el agua con sal helada.

    He cogido una tacita que estaba poco usada y sin ralladuras. La he limpiado con papel de cocina y luego un klinex que no suelta fibras. Ha quedado reluciente y todo.

    El hielo se ha formado por las paredes de la taza y la superficie. Lo normal.

    Al romperlo lo he agitado para ver si se formaba más hielo, pero no parece que ocurria nada.

    Probare con una tacita de destilada y otra de grifo para hacer de control. Luego te cuento.

  15. pipistrellum

    Ya he probado.

    Se congelan igual. El hielo es más asimetrico en la taza del agua de grifo, pero sera por la posición en congelador. Estan una al lado de la otra.

    No se que ha podido fallar.

    Agua destilada y desionizada es lo mismo? La Desionizada es más barata de hacer creo.
    En el bote pone las dos cosas.

    El bote llebaba más de un año empezado. Lo use para aclarar unos termometros digitales( que despues funcionaron) y ya no lo volvi a usar más hasta hoy.
    Durante ese tiempo estaba cerrada.
    Pone que caduca en el 2008.

    No se si algo de eso tiene algo que ver.

    Me he quedado con las ganas de hacer agua supercongelada.
    A ver si se puede.

  16. pipistrellum

    Si, debe ser por lo compuestos no ionicos.
    Ya me parecia que no era lo mismo que agua destilada.

    Gracias, por el seguimiento del experimento.

    A ver si se ocurre algo para hacerlo.

  17. user

    Muy interesante noticia.

  18. Calamar Gigante

    Saludos, acabo de descubrir el foro, y como ya habéis conseguido que pierda 3 horas de necesario sueño reparador para enfrentarme a la cruel rutina del lunes, me considero con la autoridad moral suficiente como para escribir un post.

    Sobre el experimento con agua sobreenfriada… sólo os puede decir que lo observé con mis propios ojos, pero no en un laboratorio, sino en… ¡un chino!… como sabreís, las cosas más raras pasan siempre en los chinos.

    Contrario a mi naturaleza, pedía aguan en vez de cerveza, y ésta se encontraba en perfecto estado líquido cuando me la sirvió el camarero. Sin embargo, al intentar ponerla en el vaso, el agua se congeló al instante, delante de mis ojos, sin darle tiempo a que cayera una sola gota de agua en el vaso.

    Hasta que leí algo sobre el agua sobreenfriada, pasé meses intentando congelar agua con el poder criogénico de mi mente, sin ningún resultado, por cierto.

    Ahora que conozco la respuesta física, no puedo menos de maravillarme de la pureza del agua Bezoya y del excelente pulso del camarero oriental.

    Muchísimas felicitaciones al blog y a su creadora, espero que ambos conserven esa lucidez crítica mucho tiempo.

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