El hielo es un material flexoeléctrico, o sea que puede producir electricidad cuando se dobla o deforma de manera desigual
El agua congelada es una de las sustancias con mayor presencia en la Tierra: el estudio de sus propiedades sigue arrojando resultados tan sorprendentes como fascinantes. / Crédito: UAB.
Redacción T21
03 SEPT 2025
Los científicos han descubierto que el hielo puede producir electricidad cuando se deforma o dobla: el hallazgo puede tener importantes implicaciones tecnológicas y, al mismo tiempo, aclarar los mecanismos que subyacen a fenómenos naturales como los rayos o relámpagos durante las tormentas.
Un equipo internacional de científicos provenientes del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) de la Universitat Autónoma de Barcelona, en España, la Universidad Jiaotong de Xi’an, en China, y la Universidad de Stony Brook, en Estados Unidos, ha desvelado que el hielo común, el mismo que forma glaciares y cubre los polos, puede generar electricidad al someterse a deformaciones irregulares.
Esta inesperada propiedad, denominada flexoelectricidad, convierte al hielo en un material capaz de producir cargas eléctricas al ser doblado, una característica hasta ahora asociada únicamente a ciertas cerámicas.
Tensión eléctrica y deformaciones
El hallazgo, publicado recientemente en un nuevo estudio que aparece en la revista Nature Physics, abre nuevas vías tanto para la tecnología como para la comprensión de fenómenos naturales como los relámpagos y rayos en las tormentas.
Hasta ahora se sabía que el hielo no es piezoeléctrico y no puede generar electricidad bajo presión. Sin embargo, en principio sí puede producirla bajo flexión o al doblarse, porque esta dinámica permite que exista un acoplamiento entre la polarización y el gradiente de deformación.
Es decir, cuando una lámina de hielo se dobla o se deforma de manera desigual, las moléculas de agua alineadas liberan una carga eléctrica. Según una nota de prensa, los investigadores midieron este efecto colocando un bloque de hielo entre dos placas metálicas conectadas a un dispositivo específico.
Pudieron comprobar que la tensión eléctrica generada coincidía con la observada en colisiones de partículas de hielo durante tormentas. Además, a través de una combinación de experimentos de flexoelectricidad y otros cálculos, el equipo determinó la densidad de carga generada por la flexión del hielo, resultando equiparable a la de electrocerámicas como el dióxido de titanio.
Dos formas de generar electricidad y el origen de los rayos en las tormentas
Más allá de la flexoelectricidad, los científicos han identificado una delgada capa “ferroeléctrica” en la superficie del hielo a temperaturas por debajo de –113 °C. En esta capa, las moléculas de agua se ordenan de modo que pueden mantener una polarización eléctrica reversible al aplicar un campo externo, similar a los materiales ferromagnéticos cuya polaridad puede invertirse.
Este fenómeno, observado por primera vez en hielo convencional, sugiere que existen dos mecanismos para generar electricidad: ferroelectricidad a muy bajas temperaturas y flexoelectricidad en el rango de –113 °C hasta el punto de fusión.
El potencial tecnológico de aplicar estas propiedades es rico y variado. Los autores plantean la fabricación de sensores o transductores de bajo coste que utilicen hielo como material activo, especialmente en lugares fríos donde el líquido escasea. En paralelo, el estudio podría resolver un enigma meteorológico: ¿cómo adquieren carga eléctrica las partículas de hielo que originan los rayos y relámpagos?
La flexoelectricidad ofrece un mecanismo plausible para este fenómeno natural, ya que durante el movimiento y colisión de cristales y granizo, las deformaciones irregulares generarían el potencial que precede a la descarga eléctrica. En definitiva, esto redefinirá la comprensión de procesos naturales y la manera de aprovechar un recurso tan abundante como el agua congelada.
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Referencia
Flexoelectricity and surface ferroelectricity of water ice. X. Wen et al. Nature Physics (2025). DOI:https://doi.org/10.1038/s41567-025-02995-6
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Fuente:
