Química, Universos

Saltman y la nieve

Brrrrr, ¡qué frío! Ya se va notando el fresquito, más tarde que ningún año (no sabemos por qué será, ¿eh Trump?) .

Seguramente, alguno de vosotros se habrá preguntado por qué le echan sal a la carretera, ¡qué desperdicio!- habrá pensado, pero… todo tiene su explicación y para ello tendremos que transportarnos una vez más al mundo de lo diminuto.

Como ya dijimos, la materia está hecha de átomos, que a su vez están conformados por protones, neutrones y electrones. Estos últimos, son los principales encargados de las interacciones que se dan entre átomos: los enlaces.  Existen tres tipos de enlaces: metálico, covalente e iónico.

Enlace metálico

Se forma por la unión de dos metales. En este tipo de enlace se comparten electrones de manera colectiva, creándose así una nube de electrones. Los átomos se sitúan muy cerca los unos de los otros, interaccionando sus núcleos junto con sus nubes electrónicas. Solamente pueden formarse en estado sólido creando así redes cristalinas con altos puntos de fusión (debido a que entre ellos se produce un enlace fuerte). Tienen una baja electronegatividad.

Imagen enlace metálico

Enlace covalente

Se produce entre dos no metales que tienen alta afinidad electrónica con tendencia a ganar electrones. La unión entre los átomos se da por medio a la compartición de electrones. Existen dos tipos de configuraciones covalentes: las atómicas y las moleculares.

Las atómicas se dan entre átomos del mismo elemento. Tienen puntos de fusión muy altos, son duros y no conducen la corriente eléctrica porque los electrones no disponen de una gran movilidad. Algunos ejemplos de cristales covalentes atómicos son el grafito y el diamante.

Por otro lado, los covalentes moleculares se forman entre moléculas. En estado sólido, conducen la corriente eléctrica, son blandos, y tienen puntos de fusión bajos. Un ejemplo de ello es el agua.

Imagen enlace covalente

Enlace iónico

Se forma entre elementos de distinta electronegatividad. Tiene lugar entre un no metal con afinidad electrónica y un metal con baja energía de ionización. En él, se produce una transferencia de electrones del metal al no metal, formando así aniones y cationes.

Se forman redes cristalinas, las cuales están influidas principalmente por dos factores:

  • El espacial: cada ion se rodea de otros iones con signo opuesto. Hay un número máximo de átomos de los cuales puede rodearse. Este número depende del tamaño de la superfície del ión central. Cuanto mayor sea el radio del átomo central, mayor será el número de iones de los cuales podrá rodearse. El ejemplo al cual siempre se recurre es al cloruro de sodio (NaCl), sal para los amigos. En la superficie del anión Cl caben 12 cationes de Na+, mientras que en el catión Na+ caben 6 aniones Cl.
  • La neutralidad: el número de cargas positivas ha de ser igual al de cargas negativas.

Imagen enlace iónico

La sal en las carreteras

Después de este “pequeño” inciso, vamos a centrarnos en nuestros dos grandes protagonistas: el agua y la sal.

Como hemos dicho anteriormente, el agua se trata de una sustancia molecular covalente con polaridad. Como su fórmula indica (H2O), está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno. Dado que el átomo de oxígeno presenta mayor electronegatividad, los electrones se sienten más atraídos por él, y esto produce que dicho átomo posea dos cargas parciales negativas, mientras que cada uno de los hidrógenos presentan una carga parcial positiva.

Sus moléculas interaccionan mediante enlaces débiles conocidos como puentes de hidrógeno. Estos se dan entre los átomos de H de una molécula de agua y los átomos de O de la otra. Si la temperatura es superior a 0ºC, las moléculas de agua se mueven muy rápido y estos enlaces no tienen la suficiente fuerza como para unirse completamente, por lo que el agua se encuentra en estado líquido. En cambio, si la temperatura es inferior a los 0ºC, la velocidad es menor, lo que hace que se formen puentes de hidrógeno con mayor estabilidad, provocando así su solidificación.

Imagen puentes de hidrógeno

La creencia de que la sal derrite el hielo es técnicamente incorrecta. Lo que ocurre realmente es que, al disolverse la sal en agua, forma una mezcla eutéctica, haciendo que los puntos de fusión sean menores que los que tienen cuando se encuentran por separado en estado puro. Los iones de Na+ y Cl quedan flotando, atrayendo al hidrógeno y al oxígeno y rompiendo así los puentes de hidrógeno. La ruptura de estos puentes impide al agua solidificarse y disminuye su temperatura de congelación, que queda alrededor de los -21Cº.

Pese a ser una de las técnicas más extendidas en las temporadas de invierno, está lejos de ser la más ecológica. Las altas concentraciones de sal afectan a un número elevado de fauna y flora, además de ser un elemento altamente corrosivo y acelerar los procesos de oxidación de los metales.

Existen otros métodos alternativos que tinen el mismo efecto (o incluso más efectivos) que la sal, como la mezcla de arena y agua, que favorece la adhesión de los neumáticos al asfalto, las mezclas de agua con cloruro potásico o cálcico, o el acetato de calcio/magnesio, ya que este último resulta inocuo para animales y plantas, además de no dañar ni el metal ni el asfalto.

¿Por qué no se utilizan estos métodos alternativos? – te preguntarás. Pues por el tema de siempre: el económico. Es mucho más fácil preocuparse tan solo por el bolsillo y obviar descaradamente los problemas ecológicos, porque claro, el cambio climático no existe.

4 thoughts on “Saltman y la nieve

  1. Hola, pareja,

    Como de costumbre, muy buen artículo.

    ¿Sabéis de algún lugar, mejor si es de geografía española, donde se hayan ultilizado, utilicen o planteen utilizar las alternativas que mencionáis? Decís que el tema económico es la clave pero ¿cuánto más caro es el uso de esas alternativas respecto al vertido de sal?

    Stay hungry, stay foolish!

    1. Buenas tardes Guzmán,

      Muchas gracias por leernos cada semana. Respecto a lo que preguntas, algunas comunidades como Castilla la Mancha comenzaron a investigar nuevos métodos para eliminar la nieve de las carreteras de una forma más ecológica. Por ejemplo, en 2013 se implantó el proyecto VIALCYL, en el cual utilizaron productos excedentes de la fabricación de azúcar como sustitutivos de la sal. Te dejamos el enlace por si quieres echarle un vistazo. En otras ciudades como en Berlín, son los propios vecinos los que se encargan de retirar la nieve de su acera a riesgo de ser sancionados.

      En cuanto al coste, hemos leído que en EE.UU. se realizó un estudio comparativo entre el gasto del acetato de calcio respecto a la sal. Dicen que el precio es 20 veces superior, pero no podemos confirmártelo ya que no tenemos acceso a esos datos.

      Si te surge alguna pregunta más, no dudes en decírnoslo.

      Un saludo.

  2. Muy bien explicado.
    La relación sal y agua tiene también otros aspectos que resultan extraños a primera vista. Tanto hace que baje su punto de fusión como bien habéis expuesto como aumenta su punto de ebullición. Por eso recomiendan cuando ponemos a calentar agua no poner la sal hasta que rompe a hervir.
    Las interacciones moleculares son muy interesantes y pueden llegar a ser sorprendentes.
    Un saludo.

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