Espectáculo construido por gotas

2001/07/29 Roa Zubia, Guillermo - Elhuyar Zientzia

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Quizá la aportación más bonita de las gotas simples son los ‘edificios’ que se forman en cuevas. La caliza abundante en nuestro entorno es muy adecuada para la realización de este tipo de obras. Se crean unas estructuras bonitas llamadas karst.

Las gotas de agua ofrecen espectaculares imágenes.

La lluvia atrapa de la atmósfera el dióxido de carbono oído y, a través de un ácido que se forma, se alimenta lentamente de caliza. Este mineral, disuelto en las gotas de agua, penetra por los orificios y, cuando aparece en una gran explanada subterránea, se acumula en ella formando fascinantes estructuras.

Las estructuras más famosas son las estalactitas y estalagmitas, agujas de piedra que sobresalen del techo natural y del suelo, respectivamente. Normalmente la gota de agua tiene suficiente materia disuelta para abastecer ambas estructuras, por lo que se forman por parejas, es decir, bajo una estalactita correspondiente. Pueden tener muchos metros de longitud. De hecho, con el tiempo se pueden unir ambas estructuras y formar una columna. Es espectacular el trabajo de unas simples gotas al cabo de los años.

Agua subterránea

La naturaleza tiene muchos caminos abiertos. Sigamos las gotas de agua. La caliza deja muchas rendijas por las que el agua entra fácilmente. Cuando las explanadas de estas rendijas se convierten en cuevas, a menudo las gotas se unen formando charcas y lagos subterráneos.

Pozo en el interior de la cueva.

Por supuesto, las estalactitas sobre pozos no tienen estalagmitas inferiores. Pero no siempre que el suelo es seco. Es cuestión de gotas de agua. Si la cantidad de materia disuelta es baja o el flujo es muy lento, toda la ‘carga’ de las gotas queda en estalactitas y no es posible realizar estalagmitas.

Pero la obra de arte de las cuevas no es una mera consecuencia de goteras. Algunas gotas tratan otros muchos tipos de caminos y pasan el tiempo cicelando otras estructuras. Por ejemplo, al deslizarse por una pared, el mineral disuelto se precipite poco a poco. Así, el camino hacia un gotero puede quedar marcado formando una lámina de piedra. Y si al final del camino no hay goteras, las gotas pueden dejar esculturas en forma de columna en la pared.

El nivel de agua de los pozos es muy variable en las cuevas. Cuando hay lluvias intensas o como consecuencia del deshielo de la nieve, el nivel aumenta y en los desembarcos baja. Pero las gotas que se filtran llegan casi constantemente al pozo.

Como cada gota deja su pedazo de roca, en pozos sin salida puede llegar a un estado insostenible. Si la caliza está demasiado disuelta, aunque se encuentra sumergida, comienza a precipitar. Si el agua pierde dióxido de carbono o baja su temperatura, el proceso se facilita. El mineral se acumula formando curiosas estructuras submarinas.

Diseños sorprendentes

Una de las imágenes que ofrecen las gotas de agua.

Así, por ejemplo, en las paredes submarinas del pozo aparecen formas coralinas. A veces se parecen a corales o palomitas, otras a flores o uvas (la imaginación depende de uno mismo). Si el nivel del agua baja, estas curiosas estructuras de piedra quedan al descubierto. Así que cuando un espeleólogo encuentra las paredes uniformemente cubiertas de ‘corales’, sabe que ese lugar ha estado cubierto de agua alguna vez.

Sin embargo, estos ‘corales’ no necesitan siempre un pozo para aparecer. Los geólogos han analizado estos procesos con gran entusiasmo, según afirman que existen cinco vías para producir este tipo de estructuras aguas arriba. En la primera, la materia que deja el agua cuando se desliza por la pared se cristaliza con esta forma. En el segundo, pueden formarse por las irregularidades de la pared. En el tercero, las formas son consecuencia de las salpicaduras de la gotera que cae en un pozo contiguo. En el cuarto, el agua se desplaza por encima de la pared por capilaridad. Y en el quinto, el ‘coral’ está formado por la condensación de la humedad.

Efectos ópticos por estalactitas.

El acierto de todas estas explicaciones no ha traído consigo muchos quebraderos de cabeza a los geólogos. Pero en las cuevas también se han encontrado ‘estalactitas locas’ que no se corresponden con la gravedad. Estas estructuras se denominan helictitas. Es más difícil explicar cómo se crean estos sorprendentes colgantes. ¿En qué van las gotas que generan helictitas? Tranquilo. Respuesta ya existe. Se dice que suben por capilaridad o simplemente empujando las corrientes de aire hacia arriba. Quién sabe. En cualquier caso, son espectaculares.

La tapa, la tapa, la tapa… a pesar de que las gotas de agua caen sin poder dormir, no son consolables, estas gotas crean bellas obras de arte. No necesitan más que unos millones de años para cincelar las espectaculares cavidades de los montes. Sin embargo, el hombre tarda pocos minutos en destruir este trabajo. A veces es así en los esfuerzos por hacer visible la cueva para todos. Por eso, que el propio monte conserve los entresijos de la naturaleza.

Dinámica de las gotas de agua

La poderosa ciencia se ocupa de cosas muy complejas y complicadas. Pero los problemas cotidianos simples se han convertido desde siempre en el origen y la excusa de la investigación… Y el bullicioso agua que gotea en un pozo cuando estás dormido es uno de esos problemas que se han estudiado últimamente.

El proceso comienza con un concorcho formado por el agua suspendida. A partir de un momento dado que el abultamiento ha recibido gran cantidad de líquido, la gota comienza a despuntarse de su unión. Finalmente, la zona que compone el enlace se estrecha y se rompe. La gota de agua cae.

Todos lo sabemos. Sin embargo, nadie sabe por qué a veces cae una gota y otras veces se forma un chorro de agua. Además, parece que a veces hay mucho agua y otras veces se necesita poca cantidad de líquido para provocar la caída de la gota. ¿Realmente es así o no? ¿Por qué será? Para los que no pueden dormir es un tema bonito, para pensar, aburrir e intentar dormirse.

Otros pensaron demasiado y dieron a la gota un uso de terror. Por ejemplo, en muchas civilizaciones se han utilizado gotas de agua fría para torturar. Poco a poco la gota se vertía sobre la cabeza de la víctima y provocaba un gran dolor (localizable antes de morir). ¿De dónde surgiría la idea de esa tortura? Tal vez observando el entorno, en la vida cotidiana se encuentran miles de gotas dispuestas a caer en lugares apropiados para molestar.

Por otro lado, el control de los chorros es imprescindible en diferentes tecnologías. Muchas impresoras imprimen con chorro de tinta; si estas máquinas dejan manchas puntuales, es necesario cambiar el diseño de la máquina. El éxito de muchos procedimientos industriales depende de las gotas; incluso los que fabrican chips de ADN y usan chocolate líquido pueden perder dinero si las gotas no se controlan correctamente. Por ello, varios científicos están trabajando seriamente en escribir fórmulas de goteo.

El problema parece radicar en la tensión superficial de la gota, la viscosidad, la temperatura y la velocidad del flujo. Tras resolver miles de fórmulas, la Universidad de Texas concluyó que al calentar el aire alrededor del gotero se forman menos gotas. Claro, pues (se puede pensar). ¿Qué creían que encontrarían?

En una investigación llevada a cabo en la Universidad de Purdue, los científicos obtuvieron otro resultado que se podía predecir; los pequeños derrames de agua no producen goteos regulares y los grandes sí. Cada tipo de fuga presenta un tipo de riesgo característico. Pequeños derrames producen ‘gotas satélites’, pequeñas y difíciles de controlar. Sin embargo, si el flujo aumenta demasiado puede provocar el caos de las gotas y algún chorro de agua puntual.

Publicado en el suplemento Natura de Gara.