Estructuras libres de hielo

Este logro, fruto de los esfuerzos de un equipo de investigación de la Universidad de Harvard, podría conducir a una nueva forma de mantener las alas de aviones, los tejados de edificios, las líneas eléctricas, e incluso carreteras enteras, libres de hielo bajo un clima invernal. Por otra parte, la integración en un material de esta tecnología para impedir la formación de hielo es más eficiente y sostenible que las soluciones convencionales como rociar las superficies con productos especiales, verterles sal, o calentarlas.
El citado equipo, dirigido por Joanna Aizenberg, profesora de Ciencia de los Materiales, se centró en la prevención en vez de en la lucha contra la acumulación de hielo.

El equipo, en el que Lidiya Mishchenko ha realizado una labor destacada, adoptó un enfoque completamente diferente al tradicional y diseñó materiales que de modo inherente impiden la formación de hielo al repeler las gotas de agua.

A raíz de estudios anteriores, Aizenberg y sus colegas se dieron cuenta de que la formación del hielo no es un fenómeno estático. El enfoque fundamental fue investigar todo el proceso, en su carácter dinámico, de cómo las gotas se congelan en una superficie fría.

Secuencia de la eliminación de hielo en una superficie. (Foto: Joanna Aizenberg)

Para obtener la inspiración inicial, el equipo se valió de algunas soluciones de la naturaleza. Por ejemplo, los mosquitos pueden desempañar sus ojos, y ciertos insectos capaces de caminar sobre el agua pueden mantener secas sus patas gracias a una serie de pelos diminutos que repelen las gotas, reduciendo el área de superficie donde éstas pueden pegarse.

Los materiales nanoestructurados desarrollados por Aizenberg y sus colegas evitan la formación de hielo, incluso a temperaturas tan bajas como 25 ó 30 grados centígrados bajo cero. Por debajo de esta temperatura, debido al área de contacto reducida que impide que las gotas mojen completamente la superficie, el hielo que se forma no se adhiere bien y es mucho más fácil de retirar que las láminas de hielo pegadas con firmeza que se pueden formar en las superficies planas.

En comparación con los métodos tradicionales para impedir la formación de hielo o para eliminarlo una vez que ya se ha formado, como por ejemplo verter sal o aplicar calor, la vía de recurrir a los materiales nanoestructurados es eficiente, sin toxicidad y respetuosa para el medio ambiente. Cuando se recurre a productos químicos para eliminar el hielo de, por ejemplo, un avión, esas sustancias pueden acabar pasando al medio ambiente, y se debe vigilar cuidadosamente su eliminación. Por su parte, la sal arrojada a las carreteras puede deteriorarlas y contribuir a crear ciertos problemas para el entorno.