domingo, 23 de diciembre de 2012

La singularidad de los copos de nieve


La forma de los copos de nieve está determinada por la temperatura y humedad a la cual se han formado, puesto que son resultado de la congelación de gotitas de agua alrededor de motas de polvo hasta formar cristales similares a las esquirlas. Dicha forma, parte de una base, la forma geométrica que adquieren las moléculas de agua al formar un cristal de hielo es hexagonal. Si el ambiente alcanza los 12 ó 13 grados bajo cero y el cristal tiene aire atrapado en su interior, adquiere forma de prisma hexagonal. Y si se siguen agregando cristales la mayoría desarrolla un aspecto similar al de una estrella de seis brazos. 



    


La primera referencia a la forma de un copo aparece escrita en la obra, de 1611, Strena seu de nive sexángula (El copo de nieve de seis ángulos) del astrónomo y matemático alemán Johannes Kepler que realizó a modo de regalo de navidad para Rodolfo II de Habsburgo. Kepler, descubrió que todos los copos de nieve son hexagonales y observó que cada cristal tenía una forma única. 

Más adelante, en 1885 Wilson Alwyn Bentley, más conocido como “el hombre copo de nieve”, intentó identificar copos de nieve idénticos fotografiando miles de ellos con un microscopio, encontrando la gran variedad de geometrías conocida a día de hoy, pero no consiguió encontrar dos que fueran idénticos, por lo que planteo la teoría de que no pueden existir dos copos de nieve idénticos. 



                       


Pero no fue hasta 1988 cuando un equipo en Wisconsin demostró que dos copos de nieve pueden ser totalmente idénticos si el entorno en el que se forman es suficientemente parecido. Con distintos experimentos, consiguieron demostrar que sí que existen copos de nieve idénticos, pero estos se correspondían con prismas huecos en vez de los copos comúnmente conocidos. Ciertamente, el crecimiento de un cristal de nieve hasta formar un copo depende de tantos factores y tan irregulares que es extremadamente improbable que se repitan. Estos factores son, entre otros, la temperatura, la presión, la cantidad de agua o la velocidad de anexión. 

A continuación, mostramos con fotos de microscopio, algunas de las formaciones de copos de nieve conocidas más comunes.


1. Prismas Simples 

Los prismas simples son la geometría más básica de los copos de nieve. Su forma puede variar desde finos prismas hexagonales hasta finas láminas hexagonales. Su tamaño suele ser tan pequeño que apenas se pueden ver a simple vista durante una nevada.



 
2. Láminas estrelladas 

Esta forma común de copos de nieve son cristales de hielo laminado con seis brazos suficientemente anchos como para formar una estrella. Comúnmente tienen los bordes decorados con marcas simétricas que los hacen quasi-únicos.

 
                         

                


3. Láminas sectoriales 

Las láminas estrelladas comúnmente muestran crestas distintivas que van desde el centro del copo hasta los vértices del hexágono. Cuando estas crestas son especialmente prominentes, los copos de nieve se denominan láminas sectoriales.

 

4. Dendritas estelares 

Dendrita, al igual que las células del cerebro, se refiere a la forma de árbol, por lo que las dendritas estelares son el tipo de copo de nieve que tiene seis ramas principales con más ramas secundarias en cada una de las ramas principales. Estos copos de nieve tienen típicamente entre 2 y 4 milímetros, por lo que son fáciles de ver a simple vista.

 


5. Dendritas estelares con forma de Helecho 

Este tipo de copos de nieve son una variación del tipo anterior en el que las ramas principales tienen tantas ramificaciones que asemejan cada una con la forma de un helecho. Este tipo de copos de nieve son los más grandes que comúnmente caen sobre la tierra, alcanzando en muchas ocasiones más de 5 milímetros de diámetro.

 


6. Columnas huecas 

Las columnas hexagonales en muchas ocasiones presentan regiones cónicas en sus extremos, formando las denominadas columnas huecas. Este tipo de cristales tienen un tamaño excesivamente pequeño que no permite a simple vista ver los huecos, necesitando para ello un buen microscopio.


7. Agujas 

Las agujas son finas columnas de cristal que se generan a una temperatura en torno a 5ºC bajo cero. Se pueden observar a simple vista y se asemejan a canas de pelo.

8. Columnas tapadas

Estos cristales primero se forman como columnas, y cuando pasan por una región de nubes se forman láminas en sus extremos. El resultado son dos láminas de cristal unidas por una columna de hielo. Este tipo de copos de nieve no aparecen en todas las nevadas, pero son fácil de encontrar si se buscan expresamente.



9. Láminas dobles 
Las láminas dobles son columnas tapadas con una columna central especialmente cortal. Por esta razón, al formarse las láminas de los extremos, su proximidad hace que una se forme mucho más rápido que la otra, quedando como resultado una pequeña lámina conectada a otra mucho más grande.

10. Cristales triangulares

Las láminas en concretas ocasiones, cuando la temperatura es de entorno a -2ºC, pueden tomar forma triangular, generando cristales triangulares. Esta forma rara de la lámina estelar es relativamente rara.






11. Cristales dodecagonales

En algunas ocasiones concretas, las columnas tapadas se giran 30º. Cuando esto sucede, si las láminas de los extremos son ambas cristales hexagonales, se termina formando un cristal con doce ramas, creando un cristal dodecagonal.


12. Nieve artificial

Las máquinas de nieve artificial sueltan finas gotas de agua que son congeladas justo antes de su expulsión. Por ello, la nieve resultante no se asemeja en nada a la nieve formada naturalmente.





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