El hielo enciende las tormentas: este hallazgo podría explicar el origen de los rayos, según unos científicos en Nature

El hielo suele tener un papel bastante discreto en nuestra vida diaria: enfría la bebida, forma los glaciares y complica las rutas en invierno. Pero pocas veces lo imaginamos como protagonista de la alta tecnología. Sin embargo, un grupo de investigadores encontró que este material tan común guarda un superpoder escondido: puede generar electricidad.

El estudio, publicado en la revista Nature Physics y liderado por equipos del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), la Universidad Autónoma de Barcelona, la Universidad de Xi’an Jiaotong (China) y la Universidad de Stony Brook (EE. UU.), demuestra que el hielo es un material flexoeléctrico.

En pocas palabras, eso significa que cuando se dobla o deforma de manera irregular, libera una carga eléctrica. Y lo más sorprendente: si se combina con sal, ese efecto se potencia hasta mil veces.

Flexoelectricidad: cuando doblar genera electricidad

La palabra puede sonar complicada, pero la idea es sencilla. Hay materiales que, al ser presionados, generan electricidad; se llaman piezoeléctricos. El cuarzo es el ejemplo clásico. El hielo no pertenece a ese club, pero resulta que sí tiene una cualidad hermana: la flexoelectricidad.

En lugar de necesitar presión uniforme, como los piezoeléctricos, el hielo responde a deformaciones desparejas, como un doblez o una torsión. En laboratorio, los investigadores comprobaron que una delgada lámina de hielo genera una diferencia de potencial eléctrico al ser curvada. Y cuando repitieron el experimento con hielo salado, la electricidad producida fue descomunal.

Sabemos que los rayos se forman cuando en la nube se acumula suficiente diferencia de potencial eléctrico. Esa carga se relaciona con el choque de partículas de hielo que, de alguna forma, terminan electrificadas. El problema es que el mecanismo exacto siempre fue esquivo.

La flexoelectricidad parece ser la pieza que faltaba. Al chocar, los cristales de hielo se deforman de manera irregular y esa deformación genera carga eléctrica. En laboratorio, las mediciones del equipo coincidieron con las que se observan en las tormentas reales. Dicho de otro modo: el hielo que se dobla en la nube podría ser el verdadero origen de los rayos.

Hielo ferroeléctrico: otro superpoder

El estudio también encontró algo más: a temperaturas extremadamente bajas, por debajo de –113 °C, el hielo puede convertirse en ferroeléctrico.

En ese estado, su superficie desarrolla una polarización eléctrica que puede invertirse al aplicar un campo externo, un comportamiento similar al de un imán. Con esto, el hielo suma un segundo “modo eléctrico”: flexoelectricidad a temperaturas más altas (hasta 0 °C) y ferroelectricidad en condiciones gélidas extremas.

De repente, el hielo se coloca al nivel de materiales avanzados que hoy se usan en sensores y condensadores.

La sal como multiplicador

El hielo puro ya sorprende, pero cuando se mezcla con sal, los resultados son impresionantes. Con suficiente concentración, la electricidad generada puede ser hasta mil veces mayor que en el hielo normal y un millón de veces más intensa que en la sal sola.

El secreto está en cómo los iones de la sal se mueven dentro de la estructura cristalina del hielo y en la delgada película de agua que cubre su superficie. Este movimiento desigual de cargas crea corrientes internas que amplifican el efecto eléctrico.

El descubrimiento abre dos caminos interesantes. Por un lado, aporta un marco físico para entender mejor las tormentas eléctricas, un tema clave en meteorología. Por otro lado, sugiere que el hielo podría convertirse en un material útil para diseñar dispositivos electrónicos en ambientes extremadamente fríos.

¿Suena futurista? Quizás, pero no imposible. En planetas y lunas heladas, donde el hielo abunda, esta propiedad podría aprovecharse como fuente de energía o como parte de sensores diseñados para funcionar en condiciones extremas.