¿Por qué flota el hielo?

Muchas personas han observado que el hielo flota en el agua, lo que parece desafiar el sentido común, ya que la mayoría de las personas esperan que las formas sólidas de líquidos sean más pesadas que sus formas líquidas. Como todo lo demás que flota, el hielo flota porque es menos denso que el agua, lo que demuestra la propiedad de flotabilidad. Además, el hielo también es una ilustración de las fascinantes propiedades del agua, un líquido que se comporta de maneras muy inusuales.

Cuando ves flotar hielo, estás viendo una demostración del principio científico de la flotabilidad. Se dice que los objetos son flotantes cuando pueden desplazar su propio peso en el agua antes de hundirse. A medida que el objeto se deposita en el agua, una fuerza igual empuja contra el fondo del objeto, haciendo que flote, en lugar de hundirse. Cuando el área de superficie y la densidad de una sustancia son correctas, esa sustancia flota en lugar de hundirse en el fondo.

En el caso de la mayoría de los líquidos, cuanto más frío es el líquido, más denso se vuelve. Sin embargo, el agua alcanza su densidad máxima por encima del punto de congelación. A medida que el agua se congela, sus moléculas se organizan en una matriz, creando espacios entre ellas que antes no existían. Como resultado, el hielo es aproximadamente un 9% menos denso que el agua en su punto más denso, lo que hace que el hielo flote en el agua, en lugar de hundirse.

Sin embargo, es posible que hayas notado que cuando miras el hielo y el agua juntos, el hielo no solo flota en la superficie; parte del hielo está típicamente sumergido. A veces, se sumerge un trozo entero de hielo, como es el caso de los cubitos de hielo en un vaso. En el caso de algo así como una capa de hielo en el Ártico, la gran superficie del hielo asegura que estará flotante, ya que desplazará su propio peso antes de que se hunda. Un pequeño trozo de hielo como un cubo de hielo, por otro lado, puede hundirse antes de que pueda desplazar su propio peso.

El hecho de que el hielo flota es algo afortunado para el medio ambiente natural. Si el hielo se hundiera hasta el fondo, los océanos, lagos y ríos del mundo se congelarían lentamente de abajo hacia arriba, convirtiéndose en hielo sólido. En cambio, el hielo flota a lo largo de la superficie, derritiéndose gradualmente en respuesta a los cambios de temperatura, a excepción de las regiones árticas y antárticas, donde existen capas permanentes de hielo durante todo el año porque las temperaturas son muy frías.