1. El hielo seco no se derrite: pasa de sólido a gas
El hielo seco es dióxido de carbono en estado sólido. Su superficie está a unos −78,5 °C, mucho más fría que cualquier congelador de casa, y por eso puede causar quemaduras por frío si lo tocas[1][4]. A la presión normal del aire no se vuelve líquido: pasa directamente de sólido a gas. Ese cambio se llama sublimación, y es la razón de que no deje charcos como el hielo común[2].
Lo que sale del trozo, entonces, es CO₂ gaseoso muy frío. Y ese gas, solo, es invisible. Lo que vemos tiene que ser otra cosa.
2. La nube blanca son gotitas de agua, no dióxido de carbono
Los químicos de la Universidad Rutgers (Estados Unidos) lo explican en una demostración de clase: la niebla es vapor de agua que se condensa en gotitas diminutas suspendidas, y eso ocurre cuando el aire cálido y húmedo se enfría[1]. Es lo mismo que pasa con tu aliento en una mañana helada o con el vaso de una bebida fría que «suda» por fuera. El vapor de agua es un gas invisible; lo que se ve es el agua ya convertida en gotitas.
Por eso lo que sale del hielo seco se llama «humo» solo por costumbre. No hay nada quemándose: se parece más a la niebla o a una nube pequeña.
3. ¿De dónde sale el agua de la nube? La explicación clásica y la prueba de 2015
En la demostración de Rutgers se echan entre 100 y 500 gramos de hielo seco en unos 3 litros de agua casi hirviendo, con guantes y personal de laboratorio. La explicación que se da es que el aire caliente y húmedo que está sobre el agua se enfría al mezclarse con el CO₂ helado, y su vapor se condensa[1]. Dicho de otro modo: el agua de la niebla vendría del vapor que ya había en el aire.
Esa idea es tan común que el profesor de química Thomas Kuntzleman la encontró incluso en la respuesta que le devolvió un buscador de internet[2]. Pero cuando él y su equipo hicieron experimentos sencillos, el resultado fue otro. Según su artículo de 2015 en la revista Journal of Chemical Education, la nube espesa que se forma al poner hielo seco en agua no viene de la condensación del vapor de agua del aire[3]. Los experimentos indican que el agua sale del propio recipiente[2].
La explicación que propone el equipo de Kuntzleman funciona así[2]:
- El hielo seco sublima y rodea el trozo con una burbuja de CO₂ que no contiene nada de agua.
- Como esa burbuja está «seca», algo de agua del líquido se evapora hacia dentro.
- Pero la burbuja está pegada al hielo seco y, por tanto, extremadamente fría. El vapor que entra se condensa enseguida en gotitas.
- Al condensarse, el vapor desaparece como gas, y así entra más agua. El proceso se repite muy rápido.
Con cámara lenta, cada burbuja ya sale llena de contenido nublado cuando se separa del hielo y sube, es decir, la nube se forma dentro de las burbujas antes de llegar a la superficie[2]. Este es el mecanismo que propone el autor; lo cuento tal como aparece en su blog, porque no pude leer el artículo completo.
4. Por qué la niebla del hielo seco baja en lugar de subir
Quien ha visto esta demostración sabe que la nube no sube como el humo de una vela: se derrama sobre el borde del recipiente y se desliza por la mesa. En Rutgers lo explican con la densidad. Al principio el agua caliente calienta el aire de encima y la niebla sube. Pero el CO₂ helado va enfriando el aire hasta que pesa más que el aire de la habitación, y entonces la niebla se hunde[1].
Esto tiene una consecuencia de seguridad. El gas frío se acumula en las zonas bajas, y por eso el hielo seco debe usarse y guardarse donde haya buena ventilación[4].
5. Qué se sabe y qué no sobre la niebla del hielo seco
Estas son las ideas que las fuentes que leí permiten sostener:
- El gas CO₂ es invisible; lo blanco es agua en gotitas[1].
- Si el hielo seco está en agua, la prueba de 2015 indica que el agua sale del recipiente y se condensa dentro de las burbujas[3][2].
- Si el hielo seco está al aire libre, la explicación que se enseña es la del vapor de agua del aire. Las fuentes que encontré son demostraciones y materiales de clase, no mediciones de las partículas de esa niebla[1].
Tampoco encontré una medición que diga de qué tamaño son las partículas ni si hay alguna con hielo en vez de agua líquida. Si te quedas con esa duda, es una buena pregunta para seguir investigando.
6. Cómo comprobar la condensación sin tocar hielo seco
Puedes ver la misma idea de la condensación con algo mucho más seguro: un vaso con una bebida muy fría y otro con una bebida del tiempo, en la misma habitación. Mira en cuánto rato se empaña el exterior de cada uno. Esa película de agua es vapor del aire que se enfrió al tocar el vaso frío. Prueba también a cambiar solo una cosa: la temperatura de la bebida.
Nota de seguridad: si algún día te dan hielo seco, que sea con una persona adulta. No lo toques con las manos desnudas: usa guantes o pinzas, porque puede causar lesiones graves por frío en la piel y los ojos[4]. Nunca lo metas en un recipiente cerrado (botella, frasco o bolsa sellada), porque el gas va aumentando de volumen y el recipiente puede reventar; cada libra (unos 450 g) produce unos 250 litros de gas[4]. Úsalo en un lugar con buena ventilación, no dentro de un vehículo cerrado ni en un cuarto pequeño[4].