La palabra cristal proviene del griego kryos (frío) y significa agua súper refrigerada. Hoy en día, conocer en detalle cómo cristaliza el agua es crucial en la tecnología de conservación de los alimentos, en la meteorología y en el cambio climático. Además del hielo, es decir, el agua cristalizada, muchos productos alimenticios son cristalinos, como la sal y el azúcar, y muchos otros contienen cristales, como el helado, la mantequilla y el chocolate.

¿Te imaginas por qué la calidad del helado depende de la forma y el tamaño de los cristales de hielo? ¿Sabes por qué la exquisitez del chocolate depende de cómo se cristaliza? ¿Sabes cuál es la diferencia entre el azúcar moreno y el azúcar blanco?

El cartel que acabas de leer no podría ser más cristalográfico. Los copos de nieve son en realidad agua cristalizada, y el helado es, en un alto porcentaje, solo eso, agua cristalizada, pero su calidad depende del tamaño y la forma de esos cristales de hielo.

Además, en este Año Internacional de la Cristalografía este es el tema perfecto, porque precisamente uno de los hitos que estamos celebrando es que hace cuatrocientos años el científico Johannes Kepler no solo descubrió la simetría hexagonal de los copos de nieve sino que también se le ocurrió una explicación no lejos de la realidad. Lo escribió en un folleto sólo unas pocas páginas como un regalo de Navidad a su benefactor Johann Matthäus Wacker von Wackenfels en 1611. Tenía el título corto: “De nive sexangula”.

Representación del apilamiento compacto de esferas de Kepler “Mathematici Strena seu de Nive Sexangula”.

Hoy se obtienen maravillosas fotografías de cristales de hielo con microscopios ópticos. Uno de los mejores fotógrafos de copos de hielo es Kenneth G. Libbrecht, quien tomó las tres fotos que puedes disfrutar aquí, y muchas más en su página web.

Simetría de orden 6 o simetría hexagonal: si giramos este cristal de hielo 60 grados sin que lo sepas, cuando lo miras hacia atrás no podrías distinguir que lo hemos hecho. Lo mismo sucedería si lo giramos 120º, 180º, 240º, 300º o, obviamente, 360º (una revolución completa, dejándolo como estaba). Decimos que el cristal tiene “simetría rotacional de orden 6” o “simetría hexagonal”.
Los copos de nieve que caen sobre nuestros hombros tienen formas hexagonales, es decir, con simetría 6, como Kepler reconoció, porque pertenecen al polimorfo más estable en condiciones ambientales, la estructura hexagonal. Se conocen hasta doce estructuras diferentes de agua cristalizada, de hielo. Pero los copos de nieve que caen sobre nuestros hombros y nuestra cabeza son de la variedad hexagonal. Adoptan tal variedad de formas que se dice que no hay dos copos de nieve iguales. Pero todos tienen algo en común: las placas o láminas hexagonales, los prismas hexagonales huecos y los llamados cristales dendríticos, que toman la forma de ramas o estrellas, todos cristalizan siguiendo un patrón hexagonal.

¿Cómo Se Forman Las Escamas De Nieve?

Los copos de nieve se forman a partir del vapor de agua en las nubes cuando la temperatura está por debajo de 0ºC. El tipo de morfología del cristal no depende de la naturaleza del núcleo ni de su tamaño, sino de la humedad y, especialmente, de la temperatura del aire en el que se forman. Entre las clasificaciones más comunes se encuentra la “Comisión Internacional de Nieve y Hielo”, que agrupa un total de 35 categorías en 7 tipos básicos de cristales de hielo que se muestran en la siguiente tabla:

Helado

HELADO

El helado que tanto nos gusta contiene aproximadamente 60% de cristales de hielo junto con azúcar, micelas de grasa y proteínas de la leche, todas emulsionadas con burbujas de aire.

La estructura de un helado a -5ºC. De la tecnología de la lechería, P. Walstra et al. publicado por Marcel Dekker, 1999

La textura del helado está determinada fundamentalmente por el tamaño y la morfología de los cristales de hielo, que deben controlarse durante el proceso de fabricación. Durante el transporte y el almacenamiento, las fluctuaciones de temperatura pueden producir la recristalización del hielo, alterando la textura del helado; en otras palabras, los pequeños cristales de hielo se disuelven, aumentando el tamaño de los cristales restantes, convirtiendo una textura suave en un producto duro y desagradable.
Cuando un helado no se conserva adecuadamente, los cristales de hielo inicialmente redondeados y de tamaño pequeño que no necesitan masticar se convierten en cristales de mayor tamaño que crean una textura desagradable.

Lo mismo ocurre con todos los productos congelados. La cristalización y el estudio de las propiedades del agua cristalizada es una de las líneas de investigación más importantes en cristalografía.

¿Sabías Que…

Los chinos tuvieron la idea de mezclar nieve con una mezcla a base de frutas y miel hace más de dos mil años, y los romanos perfeccionaron la técnica.
Según la Asociación Internacional de Alimentos Lácteos, el ranking de consumo de helados está encabezado por Nueva Zelanda, donde cada habitante consume 26,3 litros de helado por año. En España ni siquiera estamos entre los diez primeros, apenas consumimos 6,5 litros per cápita.
Hay muchos tipos diferentes de sal: desde el Himalaya, Maldon, Fleur de Sel, desde Bretaña, ahumado, negro, escamosa, sal de hierbas… sal de mesa (es decir, cloruro de sodio) tiene un solo nombre, pero muchos apellidos.
Cuando mezclamos sal con hielo, el punto de congelación del agua baja a -21ºC. Por lo tanto, si se rocía sal sobre una superficie que tiene o va a tener nieve o hielo, se necesitará una temperatura de -21ºC o menor para que esa agua se congele.
El sedimento que aparece en algunos vinos, sobre todo en aquellos que han estado envejecidos durante mucho tiempo o vinos sin filtrar, está compuesto por cristales de bitartrato de potasio, que son sales naturales.

Para Averiguar Más

Para averiguar más

Puedes aprender más sobre la composición de los helados aquí.
En la página de Wikipedia puede descubrir más sobre la congelación de alimentos y el proceso de recristalización.
Usted puede comprobar fuera de los diferentes tipos de sal utilizados en la cocina .

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