Por Chris Deziel | Atualizado em 30 de agosto de 2022

Reduzir o ponto de congelamento da água é um truque comum na cozinha – basta adicionar sal, açúcar ou qualquer outro soluto. Aumentar a temperatura de congelamento, no entanto, é muito menos simples, e durante muito tempo muitos cientistas se perguntaram se isso seria possível. Pesquisas recentes mostraram que, sob condições específicas, o ponto de congelamento da água pura e super-resfriada pode de fato ser elevado usando algumas técnicas não convencionais.

Aumentando o ponto de congelamento com álcool

A água é uma molécula polar que forma prontamente ligações de hidrogênio. Quando uma gota de água pura é suspensa no ar parado e impedida de tocar qualquer superfície, ela pode permanecer líquida bem abaixo de 0°C – até cerca de –40°C em ambientes de laboratório. Adicionar álcool muda drasticamente esse comportamento. Após o resfriamento, as moléculas de álcool se organizam em hexágonos semelhantes a gelo que servem como locais de nucleação. As gotículas de água se aglutinam em torno dessas estruturas, elevando efetivamente o ponto de congelamento da mistura para 0°C, mesmo que a própria água estivesse super-resfriada.

Campos elétricos como ferramenta

Pesquisadores israelenses exploraram um caminho diferente, gerando células carregadas com cristais piroelétricos alojados em cilindros de cobre. Em uma sala úmida, eles resfriaram o ambiente até que a água se condensasse nos cristais. Numa superfície sem carga, as gotículas congelaram a –12,5°C, mas quando a superfície carregava uma carga positiva elas congelaram a –7°C; com carga negativa o ponto de congelamento caiu para –18°C. Ainda mais intrigante, as gotículas numa superfície carregada negativamente permaneceram líquidas a –11°C durante dez minutos. Quando a carga se dissipou, o aumento da temperatura ambiente para –8°C induziu um congelamento rápido, resultado que a equipe atribui ao restabelecimento de uma carga positiva nos cristais.

Outros agentes surpreendentes:fuligem e testosterona

Adicionar fuligem à água pura pode aumentar o ponto de congelamento em cerca de 7°C, mas o efeito é muito mais pronunciado com o hormônio masculino testosterona. Em experimentos, a testosterona aumentou o ponto de congelamento da água super-resfriada de –40°C para até –1°C. Embora o mecanismo subjacente permaneça obscuro, os investigadores suspeitam que funciona de forma semelhante ao álcool, fornecendo locais de nucleação adicionais que promovem a formação de gelo.

Limites da depressão do ponto de congelamento

Até que ponto é possível diminuir o ponto de congelamento da água depende da concentração do soluto, mas existe um limite prático. O ponto zero da escala Fahrenheit (–17,8°C) é definido como a temperatura de congelamento de uma solução salina saturada; nenhum sal mais pode ser dissolvido, então 0°F representa o ponto de congelamento mais baixo alcançável por meio da adição de soluto. No entanto, o verdadeiro super-resfriamento pode fazer com que a água permaneça líquida em temperaturas tão baixas quanto –48°C (–55°F), conforme demonstrado por pesquisadores da Universidade de Utah.