Si vives en un lugar que experimenta nieve y hielo durante el invierno, probablemente hayas tenido un día libre en la escuela debido a condiciones peligrosas en las carreteras causadas por la nieve y el hielo.
Cuando la ciudad trabaja para despejar las carreteras de nieve y hielo, es posible que hayas notado camiones esparciendo sal o arena en la carretera. ¡Esto no es una coincidencia! Es parte de su plan.
En agua caliente, las moléculas se mueven rápidamente y libremente, lo que hace que el líquido sea fluido y capaz de adoptar la forma de cualquier recipiente en el que se vierta. Sin embargo, a medida que el agua se congela, las moléculas comienzan a desacelerarse. Eventualmente, se unen para formar hielo, un proceso conocido como congelación.
Cuando pones sal sobre el hielo, las moléculas de agua líquida en la superficie del hielo que aún no se ha congelado disuelven parte de la sal, creando una solución salina llamada «salmuera». La salmuera evita que las moléculas de agua líquida se congelen.
A medida que más moléculas de agua comienzan a acelerarse y liberarse del hielo, se convierten en líquido y disuelven aún más sal.
¿Por qué sucede esto? La sal disminuye el punto de congelación del agua. El agua se convierte en hielo cuando se enfría a 32° F (0° C). Cuando agregas sal al agua, el punto de congelación disminuye.
Si agregas una solución de sal al 10%, el punto de congelación baja a 20° F. Una solución de sal al 20% se congela a 2° F.
Si alguna vez has espolvoreado sal en los escalones de tu porche con hielo, ya has presenciado este proceso. Cuando espolvoreas sal sobre el hielo, notarás que inmediatamente comienza a disolverse alrededor de cada grano de sal.
Este proceso de fusión continúa hasta que el hielo desaparece y te quedan granos de sal en los escalones del porche. Además de derretir el hielo, la sal también proporciona tracción, lo que hace que sea más seguro para las personas caminar hasta tu puerta principal.
Desafortunadamente, si la temperatura desciende por debajo de aproximadamente 15° F, la sal puede no ser efectiva. La sal requiere agua para iniciar el proceso de fusión.
Si toda el agua está congelada sólidamente, no puede penetrar en la estructura de hielo para comenzar a derretirlo. En esos casos, los trabajadores a menudo usan arena en su lugar.
Muchas personas piensan que la arena y la sal tienen el mismo propósito, derretir el hielo. ¡Pero están equivocados!
Mientras que la sal se utiliza para derretir el hielo, la arena se utiliza para mejorar la tracción. Los cristales de arena aumentan la fricción y ayudan a prevenir que los neumáticos de los vehículos resbalen en las carreteras resbaladizas, facilitando el viaje de los conductores.
La arena también puede ayudar a prevenir la formación de nuevo hielo en las carreteras. Imagina cada grano de arena como una pequeña bola. En cada palada de arena, hay millones de bolas en movimiento constante. Cuando un automóvil pasa sobre ellas o el viento sopla, los granos se mueven.
El movimiento de los granos de arena dificulta que las moléculas de agua se unan y formen hielo. Aunque la arena puede no prevenir completamente la formación de hielo, su movimiento constante retrasa la acumulación de hielo en comparación con las carreteras sin tratar.
¡Pruébalo tú mismo!
¡Brrr! ¡Nos estamos congelando solo de pensar en este Maravilla del Día! Asegúrate de probar las siguientes actividades con un amigo o familiar:
- ¿Quieres realizar un experimento muy sencillo y fascinante? Toma un cubo de hielo del congelador y colócalo en un plato. Espolvorea un poco de sal en la mitad del cubo de hielo. Pon el plato con el cubo de hielo en el refrigerador. Después de aproximadamente 10 minutos, saca el cubo de hielo y observa los cambios que han ocurrido. ¿Qué notas en el lado con sal?
- Si estás interesado en experimentos más avanzados, intenta medir el impacto de la sal en la temperatura de congelación del agua. Toma agua en una taza de plástico y colócala en el congelador. Cuando comience a ponerse viscosa, utiliza un termómetro para medir la temperatura del agua. Toma otra taza de plástico y llénala de agua y una cucharadita de sal. Pon el agua salada en el congelador y mide la temperatura cuando comience a ponerse viscosa. ¿Cómo se compara el punto de congelación de tu agua salada con el agua normal?
- Aplicar sal y arena en las carreteras puede ayudar a prevenir accidentes durante condiciones de nieve y hielo. Pero, ¿qué otras medidas pueden tomar los conductores? Discute con un amigo adulto o un miembro de la familia sobre conducir en condiciones de nieve y hielo. ¿Cómo adaptan su conducción cuando el clima está malo? ¿Qué precauciones adicionales toman?
Fuentes de maravilla
- http://www.accuweather.com/en/home-garden-articles/earth-you/icy-sidewalks-and-roadways-can/5631019
- http://www.scientificamerican.com/article/why-do-we-put-salt-on-icy/
- http://science.howstuffworks.com/nature/climate-weather/atmospheric/road-salt.htm
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