Qué curiosa temperatura

El calor y el frío rigen el planeta

Un huevo fresco, aceite, una sartén y un fogón. Tienes en tu cocina lo imprescindible para freír un huevo. Golpeas la cáscara del ovalado elemento contra un borde fino. ¡Crac! Y lo dejas caer en la sartén que contiene el aceite hirviendo. El calor hace que comience la transformación del huevo. La clara, que era transparente, líquida y viscosa, se convierte en una masa blanca, sólida y suave. Y la yema, líquida y de color anaranjado, adquiere una consistencia sólida y flexible, y cambia su color a amarillo. En este gesto tan cotidiano acabas de presenciar un fenómeno físico y químico espléndido. La alta temperatura ha cambiado las propiedades del huevo en unos segundos.

Para temperaturas, los estados
Y es que la temperatura determina el estado físico de la materia. Será un sólido, un líquido o un gas según la temperatura a la que se encuentre, que será más alta cuanto mayor sea el movimiento de las partículas que la forman. De esta forma, el calor hará que las moléculas de agua del huevo empiecen a moverse tanto que rompan la estructura de las proteínas que flotan sobre ella y, como consecuencia, cambiarán de color y textura. Mientras, el agua seguirá moviéndose cada vez con más violencia hasta que se evapore, es decir, se transforme en un gas.

En general, a temperaturas bajas los materiales son sólidos (las moléculas están unidas de forma ordenada y apenas se mueven), a temperaturas intermedias son líquidos (las partículas se mueven con fluidez) y a altas son gases (las partículas se mueven con completa independencia unas de otras). También existe otro estado de agregación de la materia, el plasma.

El cuarto estado
Es un gas de iones. En este caso, los átomos se mueven tan deprisa que los choques entre ellos provocan la liberación de los electrones. Es fácil que se forme a temperaturas altísimas, como las del Sol, los rayos y la termosfera (la parte superior de la atmósfera terrestre), donde se superan con creces los 1.500 ºC. Allí se forman, por ejemplo, las bellísimas auroras boreales.

Pero el termómetro puede subir mucho más. Hasta los miles de millones de grados. La ciencia no sabe exactamente hasta dónde. Para averiguarlo, los científicos están retrocediendo en el tiempo mediante los aceleradores de partículas. Estos complicados dispositivos intentan recrear los instantes posteriores al nacimiento del Universo, hace 13.500 millones de años, cuando el cosmos solo era una bola de fuego aproximadamente 30 millones de veces más caliente que la superficie del Sol.

Toda la energía y la materia que hoy forma parte de aquello que conocemos estaba concentrada en un punto. Por el momento, se ha logrado medir la temperatura de la materia dos microsegundos después del Big Bang, y la cifra quita el hipo: 4 billones de grados centígrados. Se midió en el acelerador de partículas del Laboratorio Nacional de Brookhaven (Estados Unidos).

La temperatura de la vida
Volviendo al presente, y más concretamente a la sartén, tras su paso por el aceite hirviendo a 125ºC, cualquier forma de vida que hubiera en el huevo ha sido aniquilada. ¿Cuál es la razón? Pues que la vida –la que conocemos, que está basada en el carbono– existe en la superficie de la Tierra exclusivamente donde la temperatura permite la presencia de agua en estado líquido. Esto significa entre los 0 y los 100ºC. “A temperaturas elevadas, las macromoléculas, como las proteínas y el ADN, se desnaturalizan, y las membranas dejan de controlar el transporte; se funden”, explica a Quo el microbiólogo experto en vida en lugares extremos Ricardo Amils. La inmensa mayoría de los animales –incluidos nosotros, los humanos– podemos vivir “encerrados” en un margen insignificante de temperaturas. Somos extremadamente delicados.

La temperatura ideal de nuestros órganos internos es de 37ºC. A los 42ºC, las proteínas sufren daños irreversibles que nos provocan la muerte, y a los 21ºC, la hipotermia nos mata.

Para regular su temperatura corporal cuando hace calor, cada especie ha desarrollado un método: los humanos sudamos, los perros jadean, los elefantes africanos refrescan la sangre haciéndola pasar por sus enormes orejas, y el tucán por su pico. Aunque hay excepciones. Hay organismos que viven en auténticos infiernos, como las fumarolas hidrotermales del fondo de los océanos. Se trata de chimeneas por las que sale agua a temperaturas que alcanzan los 115ºC.

Y para sobrevivir en ellas, estos microbios han desarrollado mecanismos especiales que evitan que sus estructuras se degraden. “Tienen sustancias especializadas que ayudan a recomponer la estructura de una proteína que se hubiera desnaturalizado, lo que restaura sus funciones”, señala Ramón Rosselló-Mora, investigador del Instituto Mediterráneo de Estudios Avanzados-CSIC y experto en extremófilos. Pero las bajas temperaturas también son letales.

Bajo Cero
En esas circunstancias, las reacciones químicas que tienen lugar para que nuestro organismo funcione son demasiado lentas para permitir la vida. “Pero lo peor es que el agua cristaliza, y el crecimiento de los cristales rompe las membranas”, apunta Amils. Cuando esto sucede, el ser vivo muere porque sus células explotan, ya que el hielo ocupa más volumen que el agua.

El método más usado para combatir el frío es la hibernación. La mayoría de los animales de sangre fría, como los anfibios, lo practican; y algunos de sangre caliente, como osos y roedores.

Los animales permanecen refugiados y entran en un estado de letargo en el que la temperatura, el metabolismo y la respiración se lentifican durante semanas, tiempo más que suficiente para que remita el frío invernal. Cuando el frío no es estacional, como en el Ártico, los animales han desarrollado estrategias más sofisticadas. Hay peces e insectos que tienen anticongelante en sus fluidos internos. Son azúcares y alcoholes que rebajan el punto de congelación hasta temperaturas de -55ºC.

La temperatura más baja a la que se ha encontrado vida supera con creces el punto de congelación del agua: -80ºC. Se halló en el hielo a 3 kilómetros de profundidad del lago subglacial Vostok, en la Antártida. “Aún no se sabe qué son, porque no se han cultivado; solo se han podido mirar al microscopio”, apunta Amils.

Supera esta marca un tipo de microbios llamados osos de agua, o tardígrados (véase la página 82). Se ha comprobado que puede aguantar hasta los escalofriantes -272ºC y los ardientes 151ºC. Sin embargo, su forma de superar las adversidades está rozando tanto la muerte que los científicos no los tienen en cuenta. Reducen su metabolismo hasta casi paralizarlo, y permanecen así hasta que las condiciones ambientales son favorables.

Las temperaturas inferiores a la más baja registrada hasta el momento en nuestro planeta, -89,2ºC, se han logrado mediante refrigeración artificial. Habitualmente se usan para licuar gases, como el nitrógeno (–195,8°C ) y el helio (-266ºC).

Mientras que hacia arriba en la escala de temperatura no hay límite conocido, hacia abajo sí que lo hay. Se trata del cero absoluto, el cero en la escala Kelvin, que corresponde en la escala Celsius a los -273,15ºC. A esa temperatura, en teoría cualquier sustancia pasará a estado sólido y sus moléculas no podrán moverse ni vibrar. Los científicos aún no han conseguido enfriar tanto ninguna sustancia, aunque en 2003, investigadores del MIT rozaron la ansiada marca: enfriaron un gas hasta el medio nanokelvin.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
1)

A la inconmensurable temperatura de 4.000 billones de ºC se encuentra la masa más caliente medida jamás en un laboratorio. Se midió en el acelerador de partículas del Laboratorio Nacional de Brookhaven (EEUU) cuando estaban recreando el Universo a los 2 microsegundos de vida.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
2)

El Sol es una gigantesca marmita ardiendo. Su interior arde a 15 millones ºC. Allí se producen las reacciones de fusión nuclear que liberan la energía que ilumina nuestro sistema planetario. La superficie de la estrella brilla a ‘tan solo’ 6.000 ºC.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
3)

En los días calurosos y húmedos de verano son comunes las tormentas eléctricas. Calientan el aire que se expande violentamente y produce el sonido, los truenos. Algunos rayos alcanzan temperaturas de 25.000 ºC.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
4)

6.000 ºC  es la temperatura que soporta la superficie del Sol.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
5)

El núcleo de la Tierra está formado en su mayoría por hierro y níquel fundido a altísima presión y a casi 6.000 ºC, una temperatura muy cercana a la de la superficie del Sol.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
6)

Los volcanes en plena erupción escupen magma a más de 1.300 ºC. Para medir las variaciones de la temperatura del magma los vulcanólogos usan un termómetro eléctrico especial llamado termopar.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
7)

Las brasas de carbón de una parrilla arden a uso 1.100 ºC. A tan tremenda temperatura la superficie de la carne se ennegrece antes de que el interior se cocine bien y se forman compuestos cancerígenos. Para evitarlo hay que poner las brasas más dispersas, dar muchas vueltas a la carne y situarla a unos cinco centímetros del fuego.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
8)

En el fondo de los océanos, a cientos de kilómetros de profundidad, donde no hay luz y la presión es enorme, existen organismos unicelulares extremófilos que viven en las aguas que circundan las fumarolas hidrotermales. Allí la temperatura del agua ronda los 120 ºC.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
9)

100 ºC es la temperatura de ebullición del agua al nivel del mar. Si subimos al Everest el agua hierve a 70 ºC ¿Por qué? Porque la temperatura de ebullición de una disolución depende de la presión a la que se encuentre. La cima de la montaña está a 8.844 metros y la presión es muchísimo menor que a ras de mar.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
10)

Los cactus soportan temperaturas de hasta 60 ºC. Sus espinas son sus armas contra el calor: hacen sombra sobre su superficie y condensan la humedad. Otras plantas que viven en ambientes áridos tienen una gruesa capa de cera llamada cutícula que las aísla del calor exterior.Otras abren sus estomas solo por la noche, para evitar la pérdida de agua.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
11)

57,8 ºC. Es la temperatura más alta registrada por una estación meteorológica. Fue en el desierto de El Azizia, Libia, el 13 de Septiembre de 1922.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
12)

A los 42 ºC nos morimos de calor. Si nuestros órganos internos alcanzan esta temperatura los daños son irreversibles. Las proteínas de nuestro cuerpo empiezan a desnaturalizarse, es decir, pierden su estructura y no la pueden volver a recuperar.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
13)

El sexo de las crías de los cocodrilos está determinado por la temperatura a la que se encuentren durante su maduración. Todavía es un misterio cómo ocurre. Entre los 28 y 31 ºC nacen hembras. Entre los 32-33ºC nacen machos y por encima 34-35ºC nacen de nuevo hembras.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
14)

Nuestros órganos internos deben estar a unos 37 grados centígrados. Si el interior de nuestro cuerpo alcanza los 32 grados sufrimos amnesia. A los 27 grados perdemos el conocimiento. A los 21 nos morimos.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
15)

-40 ºC es la temperatura más baja a la que se han hallado seres vivos en un ambiente natural. En concreto, en las profundidades del lago Vostok, en la Antártida, bajo tres kilómetros de hielo.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
16)

-43 ºC es la temperatura ambiental más baja a la que se ha observado que haya vida vegetal. Las plantas que mejor resisten las bajas temperaturas son las plantas rastreras que viven en la nieve. Se protegen con ella formando una especie de iglú para cubrirse y que retiene el aire caliente.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
17)

En el laboratorio se han sumergido esporas de hongos microscópicos extremófilos en una mezcla de agua con sustancias que se producen de forma natural en ciertas circunstancias y que ayudan a los seres vivos a no morir por congelación. Las esporas han sobrevivido hasta los -80ºC. Los resultados del experimento amplían la posibilidad de vida lugares con ambientes muy extremos, como Marte o la luna Europa.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
18)

-89,2º, T más baja registrada. La midió en julio de 1983 la estación científica rusa de Vostok situada en la Antártida. Una masa de aire frío se instaló justo encima de la estación. La ausencia de nubes y una capa de minúsculas partículas de hielo suspendidas en el aire -fenómeno conocido como diamante en polvo- contribuyeron a que este desgarrador frío permaneciera durante 10 días.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
19)

El tren maglev de Shangai levita sobre los raíles. Gracias a ello no siente fricción contra ellos y puede superar los 430 kilómetros por hora, aunque habitualmente circula a 250 kilómetros por hora. Levita gracias a el material superconductor que requiere una estricta refrigeración con helio líquido a -266 ºC.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
20)

-273 ºC es la temperatura teórica más baja posible, el llamado cero absoluto, que corresponde con los 0 grados en la escala Kelvin. A esa temperatura cualquier elemento pasará a estado sólido y sus moléculas no podrán moverse o vibrar. No se ha logrado reproducir en el laboratorio. En el MIT casi lo han logrado cuando en 2003 enfriaron un gas hasta el medio nanokelvin.

Publicidad - Sigue leyendo debajo
Publicidad - Sigue leyendo debajo
Más de Curiosidades