Cuatro fases del agua

por Dr. Gerald H.Pollack
Extraido de su libro: The Fourth phase of water, beyond solid, liquid, vapor

Los detalles de este libro surgieron de la sensación de que algo estaba terriblemente mal con el pensamiento actual sobre el agua. Sentí que la naturaleza debería ser simple en su núcleo, sin embargo, todo lo que leí parecía complicado. […] Mi búsqueda de la comprensión hizo necesario aventurarme en campos completamente nuevos para mi. A veces, me pareció enervante, ya que grandes cantidades de conocimiento parecían estar más allá de mi campo de visión. Por otro lado, tenía la ventaja de una libertad intelectual significativa: deambulé libremente por esos campos sin las restricciones de las ortodoxias. Pocas áreas parecían lo suficientemente sagradas para permanecer indiscutibles.

Mi único objetivo ha sido desarrollar principios fundacionales simples que pueden conducir a una comprensión amplia. No extraje esos principios de un sombrero. Los extraje de una gran cantidad de observaciones relevantes involucradas, un largo y difícil viaje. Al final, creo esos conceptos fundamentales se pueden estilar en cuatro principios centrales que rigen nuestra comprensión del agua.

Cuatro principios fundacionales de la cuarta fase del agua

Principio 1: el agua tiene cuatro fases

Desde la infancia, hemos aprendido que el agua tiene tres fases: sólido, líquido y vapor. Aquí, hemos identificado lo que se podría calificar como una cuarta fase: la zona de exclusión (ZE)

Ni líquido ni sólido, el ZE quizás se describe mejor como un cristal líquido con propiedades físicas análogas a las de la clara de huevo cruda.
El término "zona de exclusión" puede ser desafortunado. Mi amigo John Watterson acuñó el término desde el principio, cuando la característica más obvia de esa zona era su carácter excluyente. Esa definición se estancó.
Nos divertimos bromeando que "ZE" sonaba como "fácil", lo contrario de
difícil. (EZ en inglés suena como “easy”, “fácil”) El agua dura está llena de minerales, lo que el agua ZE excluye. Entonces el el nombre parecía apto. En retrospectiva, la fase "cristalina líquida", o la
La fase "semi-líquida" podría haber tenido más sentido, ya que esos descriptores encajan más naturalmente dentro de la taxonomía orientada a la fase.
Sea como fuere, la secuencia de fases que usualmente se repite de manera refleja difiere de lo que hemos aprendido aquí. […] Con este nuevo entendimiento, ¿quién sabe? Los estudiantes universitarios podrían
un día encontrará la química de primer año mucho menos intimidantoria.

Principio 2: el agua almacena energía

La cuarta fase del agua almacena energía en dos modos: orden y separación de carga. El orden constituye energía potencial configuracional, entregable a medida que la orden da paso al desorden. Para el trabajo célula, esta transición de orden a desorden constituye una energía central mecanismo de entrega.
Separación de carga, el segundo modo, implica electrones que llevan la carga negativa habitual de ZE, mientras que los iones de hidrogeno tienen la carga positiva correspondiente. Estas cargas separadas se parecen a una batería: un repositorio local de energía potencial.

La naturaleza raramente descarta repositorios de energía disponible. Sabiamente analiza esa energía para sus diversas necesidades. Albert Szent-Györgyi, el padre de la bioquímica moderna, opina que el trabajo de la biología podría ser entendido como la explotación de la energía electrónica. El ZE ofrece una fuente lista de electrones que podría conducir cualquiera de las numerosas reacciones biológicas. Los iones de hidrogeno complementarios pueden jugar un papel igualmente importante. Concentraciones de iones positivos aumentan la presión, lo que puede impulsar los flujos. Los flujos existen prácticamente en todas partes: en células primitivas y desarrolladas; en nuestros sistemas circulatorios; y en los vasos de plantas cortas y árboles altos. Los iones de Hydronium podrían conducir muchos de esos flujos.
La energía potencial de ZE también puede impulsar dispositivos prácticos. Uno de tales dispositivos es un purificador de agua. Porque el ZE excluye solutos, incluyendo contaminantes, la recolección de la ZE equivale a la recolección de agua sin contaminar. Un prototipo simple y notablemente efectivo ya ha sido
demostrado. Se trata de un filtro sin filtro que logra la purificación gracias a la energía electromagnética incidente.
Entonces la energía potencial asociada con la cuarta fase del agua puede ser explotado de diferentes maneras. La energía y el agua son prácticamente sinónimos. Esa es la razón para proponer la ecuación E = H2O. Esa ecuación puede sufrir un desajuste de unidades, pero captura la esencia del segundo principio:
el agua almacena energía

Principio 3: el agua obtiene energía de la luz

Todos entienden que el sol ilumina la tierra y conduce muchos procesos terrenales. Lo nuevo aquí es que el
sol (junto con, quizás, otras fuentes cósmicas y terrenales) pueden conducir procesos más allá lo obvio, especialmente aquellos que involucran agua.
La energía electromagnética del sol construye energía potencial en el agua.
Los fotones recargan el ZE por orden de construcción y separación de carga. Ellos hacen esto dividiendo las moléculas de agua, ordenando el ZE, y estableciendo así una polaridad de carga en la zona ordenada y una polaridad opuesta en la zona de agua a granel que está más allá.
Normalmente no pensamos que el agua reciba energía. Un vaso de agua se considera más o menos en equilibrio con su ambiente. Sin embargo, la evidencia esbozada en estos capítulos muestra claramente lo contrario: un vaso de agua generalmente está lejos del equilibrio. Este concepto puede parecer extravagante, pero en los anteriores capítulos se ha demostrado ampliamente que el agua absorbe continuamente energía del medio ambiente y transduce esa energía en trabajo.
El concepto de transducción puede parecer menos exótico una vez que te das cuenta que las plantas hacen lo mismo. Las plantas absorben la energía radiante del medio ambiente y la utilizan para hacer el trabajo. Las plantas, por supuesto, comprenden principalmente de agua; por lo tanto, no debería sorprender que el vaso de agua que se encuentra al lado de su planta en la maceta pueda transducir energía fotónica al igual que lo hace la planta.
Puede valer la pena echar un vistazo a cualquier escenario en el que la energía radiante cae incidente en el agua. Nuestro enfoque ha sido principalmente en la química, pero la física, y especialmente la biología, deberían considerarse también. Por ejemplo, cuando el sol se rompe entre las nubes,
puede sentir una oleada de energía. Esa sensación seguramente involucra nuestra psique; sin embargo, podemos sentirnos energizados también porque la energía solar incidente construye energía química real en nuestras células. Algunas longitudes de onda penetran profundamente en nuestros cuerpos - simplemente coloque una linterna detrás de la palma de su mano y vea la luz que penetra hasta el otro lado.
Sugerir que la energía solar incidente puede generar energía en nuestros cuerpos puede parecer una sobrada, pero las células crecen más rápido con el calor, es decir, cuando expone energía infrarroja (luz). Como la luz construye energía en el agua, y somos en su mayoría agua, parece plausible que podamos cosechar energía del medio ambiente. Múltiples mecanismos de recolección de luz pueden ser previstos a lo largo de la biología.
Principios similares pueden aplicarse en física e ingeniería. Por ejemplo, la recolección de energía lumínica absorbida en el agua puede permitir la producción de energía eléctrica útil. La separación de carga ZE se parece mucho al paso inicial de la fotosíntesis, que implica la división de agua junto a algunas superficies hidrofílicas. Este parecido puede ser auspicioso: si ese primer paso
funciona tan efectivamente como lo hace en la fotosíntesis, luego la recolección de energía basada en algún tipo de agua puede tener un futuro prometedor. Diseños construidos alrededor del agua podrían algún día reemplazar los diseños fotovoltaicos actuales.
De todos modos, la energía electromagnética construye energía potencial en el agua, la cual luego se convierte en un repositorio de energía. Esa energía puede irradiar hacia atrás la fuente de donde vino, y / o puede ser cosechada para hacer trabajo. La energía es un regalo del medio ambiente; es genuinamente
energía gratis, que quizás podamos explotar para resolver la crisis energética actual.

Principio 4: entidades con una carga similar pueden atraerse mutuamente

Quizás el principio menos obvio es la atracción iguales

La idea de que cargas similares pueden atraerse parece contraintuitivo hasta que reconozca que no requiere violación de principios físicos. Las cargas similares en sí mismas no atraen; la atracción está mediada por cargas diferentes que se juntan en el medio.

Esos "no iguales” arrastran cargas similares entre sí, hasta que los iguales equilibran la atracción.
Muchos físicos suponen que la atracción de igual a igual no puede existir a pesar de la aceptación de algunos físicos conocidos, como Richard Feynman. Feynman acuñó la frase "like-likes-like…” iguales gustan de iguales con intermediarios de desiguales. Él entendió que tal atracción podría ser fundamental para la física y la química. Sin embargo, la mayoría de los científicos reflexivamente suponen que cargas iguales siempre deben repeler.
Apenas se le da un pensamiento fugaz a la posibilidad de que aquellas cargos iguales en realidad se atraen si hay cargas diferentes que se encuentran en el medio.
Esta resistencia puede originarse en la semántica: ¿quién podría imaginar que “similares cargas se atraen”? Sin duda, cualquier fenómeno así debe parecerse al trabajo del diablo o, en el mejor de los casos, de algún charlatán ingenuo. Qué podría ser más fundamental que la fuerza entre dos cargas?

Más allá de las demostraciones de laboratorio, la atracción de lo similar se puede aplicar ampliamente en toda la naturaleza, desde lo microscópico a lo macroscópico. Un posible ejemplo es en el origen de la vida. El origen de la vida probablemente implica la concentración de sustancias dispersas en entidades condensadas; sin tal condensación, no se podrían formar células o preceldas. La atracción iguales proporciona un mecanismo natural para mediar este tipo de autoensamblaje: solo agrega luz, espera un poco y ¡voilá!

Otro ejemplo se puede encontrar en las nubes atmosféricas. Las nubes están construidas de gotas de aerosol cargadas. Por pensamiento convencional, tales gotitas se deberían repeler y dispersar; Sin embargo, el mecanismo like-likes-like explica por qué esas gotas pueden unirse a las entidades que reconocemos como nubes. El sol proporciona la energía y las cargas opuestas proporcionan la fuerza.
Siempre que se ofrezca una repulsión similar para explicar en algún fenómeno, pregúntate si lo opuesto: un parecido / atracción - ofrece una mejor explicación. En algunos casos, podrías encontrarte
caminando por un camino fructífero, aumentando la posibilidad de desarrollar una comprensión más simple y más precisa de la naturaleza.

Los cuatro principios que acabamos de describir se pueden ver como reglas de la naturaleza, anteriormente oscurecidas en algún rincón remoto y ahora reveladas en una luz más clara.
Estos principios parecen ricos con poder explicativo. Ellos ayudan a responder preguntas simples de "por qué" y "cómo": ¿Por qué los geles contienen agua? ¿Cómo puede ser que las burbujas de champán proliferan en arroyos aparentemente sin fin? ¿Cómo pueden cuñas llenas de agua separar las grandes rocas?¿Cómo sube el agua a las copas de los árboles gigantes como las secuoyas? ¿Por qué ves nubes de vapor sobre tu café caliente? ¿Por qué el hielo te hace resbalar? Los principios pueden explicar muchas otras preguntas cuyas respuestas han permanecido escondidas.

Debido a su gran poder explicativo, creo que estos cuatro principios pueden ser fundamentales para gran parte de la naturaleza.