Hola a todos,

Os paso a continuación la explicación efectuada en el libro de "La Atmósfera" por el meteorológo y astrónomo Camile Flammarion sobre la formación del hielo en aguas tranquilas y en los ríos y aguas corrientes que según mi opinión es muy interesante.

"Pasemos ahora al principal fenómeno del invierno, a la formación del hielo.
Cuando la temperatura se mantiene durante algún tiempo inferior a cero, las aguas tranquilas se hielan por su superficie. Una insifnificante arruga empieza a poner mate esta superficie, formándose primeramente una tenue película que aumenta y blanquea si el frío continúa. Explícase la teoría por sí misma, en virtud del equilibrio de las capas de agua de diversas temperatura y de diferentes densidades.
Si se echan revueltos en una misma vasija líquidos de distintas densidades, pero que no tengan ninguna afinidad química, el más pesado acaba por ir al fondo y el más ligero a la superficie.
Todos los cuerpos aumentan de densidad a medida que disminuye su temperatura. Únicamente el agua ofrece una excepción singular de esta regla en una pequeña extensión de la escala termométrica. Tomemos agua a 10ºC; enfriémosla gradualmente, y a 9ºC advertiremos más densidad que a 10ºC, a 8 más que a 9, a 7 más que a 8, y así sucesivamente hasta 4ºC. Al llegar a este límite la condensación cesará, y al pasar de 4ºC a 3ºC, se manifestará una disminución de densidad apreciable, la cual continuará cuando la temperatura baje de 3 a 2, de 2 a 1, y de 1 a 0ºC. En resumen, el agua tiene un máximo de densidad que no coincide con el término de congelación yque está a 4ºC sobre cero.

Ahora es ya sumamente sencillo determinar el modo como se verifica la congelación del agua estancada.
Supongamos que en el momento en que el viento Norte ocasiona las heladas, el agua se halle en toda su masa a 10ºC. El enfriamiento del líquido por el contacto del aire glacial se efectúa del exterior al interior. La superficie que, según nuestra hipótesis, estaba a 10ºC, pasará en breve a 9º; pero a esta temperatura, el agua es más pesada que a 10º, y por consiguiente caerá al fondo de la masa, siendo substituida por una capa aún no enfriada, cuya temperatura está a 10ºC. Esta sufrirá a su vez la suerte de la primera capa, y así sucesivamente, de suerte que al cabo de un espacio de tiempo más o menos largo la masa entera de agua estará a 9ºC.
El agua a 9º se enfriará precisamente como la de 10º, esto es, por capas sucesivas, cada una de las cuales irá a la superficie con idénticas circunstancias a 8, 7, 6 y 5º; pero tan luego como se llega a 4º, variará por completo.
En efecto, a dicha temperatura el agua habrá llegado a su densidad máxima. Cuando la acción atmosférica haya robado un grado de calor a su capa superficial, cuando la haya puesto a 3º, dicha capa será menos densa que la masa cubierta por ella, y por consiguiente, no se hundirá, aunque disminuya nuevamente por el calor, puesto que a 2º el agua es más ligera que a 3º, etc...
Permaneciendo siempre en la superficie exterior expuesta a la acción refrigerante de la Atmósfera, la capa en cuestión perderá en breve los cuatros grados primitivos de su calor, acabando por llegar a cero y congelarse. Resulta de aquí que la capa de hielo se encuentra colocada sobre una masa líquida, cuyta temperatura, a lo menos en el fondo, es de 4ºC sobre cero.
La congelación del agua tranquila no puede tener lugar de otro modo.
Los ríos y las aguas corrientes no se hielan por la superficie como las tranquilas, sino por la reunión y adherencia de los témpanos flotantes arrastrados durante los días de grandes fríos.
En las corrientes de agua de corta extensión, como los arroyos de algunos metros de anchura, el hielo empieza a formarse a lo largo de cada orilla, se extiende poco a poco y acaba por llegar al medio.
En los ríos, el hielo formado en las orillas no puede extenderse tan fácilmente a causa del movimiento de la masa de las aguas, y nunca podría resistirlo ni alcanzaría a cubrir enteramente el río, si no se formaran grandes placas de hielo en el fondo del mismo, cuyas placas, irregulares y desprendidas, suben en breve a la superficie en razón de su menor densidad.
El agua no se halla dispuesta en capas sucesivas de densidad igual en las corrientes cuyo movimiento incesante origina remolinos y cascadas. En este caso, el agua menos densa no flota constantemente a la superficie, pues las corrientes la precipitan en la masa, a la que pasa a enfriar y que no tarda en adquirir por todas partes una misma temperatura.
Mientras que en una masa de agua estancada el fondo no puede bajar de 4º, en la misma masa agitada, la superficie, el centro y el fondo pueden hallarse simultáneamente a 0º.
Cuando existe esta uniformidad de temperatura, la congelación empieza por el fondo y no por la superficie. ¿Qué razón hay para ello? Veamos lo que contesta Arago:

-- Para apresurar la formación de dcristales en una disolución salina, basta introducir en ella un cuerpo puntiagudo o de superficie desigual: alrededor de las asperezas de este cuerpo es donde los cristales se forman y crecen con mucha rapidez. Todo el mundo puede cerciorarse de que sucede lo mismo con los cristales de hielo, y de que si la vasija en la que se quiere ver cómo se efectúa la operación tiene una resquebrajadura, una prominencia, una solución cualquiera de continuidad, estas irregularidades serán otros tantos centros en torno de los cuales se agruparán con preferencia los filamentos de agua solidificada.--

Lo que acabamos de decir es precisamente la historia de la congelación de los ríos; ésta tiene lugar en el lecho, donde hay rocas, guijarros, raíces, hierbas, etc...

Otra circunstancia que, según parece, entra por algo en este fenómeno, es el movimiento del agua. En la superficie es muy rápido, muy brusco: por tanto, debe haber cierto entorpecimiento para la agrupación simétrica de las agujas; para ese arreglo polar sin el cual no adquirirían regularidad ni solidez los cristales, cualquiera que fuese su naturaleza; dicho movimiento debe romper a menudo los núcleos cristalinos, aunque sean rudimentarios. Si existe el movimiento en el fondo del agua lo mismo que en la superficie, debe estar muy atenuado; y por lo tanto es permitido suponer que su acción no impedirá a la larga que una mulitud de pequeños filamentos se adhieran de modo que lleguen a engendrar esa especie de hielo esponjoso.
La congelación de los ríos a causa de la adherencia de los témpanos arrastrados por la corriente es visible para cualquier observador un poco atento; durante el riguroso invierno de 1709, se ha tenido en París la prueba de que esta circunstancia es necesaria para producir la congelación; en aquel año no se heló el Sena; y al contrario de lo que sucedía generalmente en otros inviernos menos rigurosos, la violencia del frío heló de pronto y por completo los riachuelos que desembocan en aquel al norte de París; así es que el rio arrastró pocos témpanos,  y el centro de su corriente se mantuvo siempre líquido.
Los ríos no empiezan a congelarse sino con una temperatura de –6ºC próximamente. Los más cauladosos necesitan para helarse de una a otra orilla un frío tanto más intenso cuanto mayor sea su rapidez. A medida que se prolongan los rigores del frío, el espesor de la capa de hielo aumenta, pudiendo adquirir la consistencia suficiente para que puedan pasar sobre él hombres y carros, de suerte que la circunstancia de verificarse estos transportes, es la prueba, casi la medida de la intensidad del invierno. Interesa, por consiguiente, conocer el espesor que debe tener el hielo para soportar cargas determinadas. Se ha averiguado que se necesitan 5 cm para que sostenga un hombre, 9 para que un jinete pase sobre él con seguridad; cuando llega a 13 cm., sostiene cañones de a ocho con sus cureñas, y cuando su espesor es de20 cm. resiste el paso de la artillería de campaña con armones y todo. Los carruajes más pesados, un ejército, una muchedumbre numerosa, pueden andar sin recelo por una capa de hielo cuyo espesor llegue a 27 cm".

Saludos,

Muy muy interesante Moisés; conocía a Flamarion por mi afición a la Astronomía, pero no tenía ni ideá de su condición de meteorólogo. Cuando tengas tiempo y ganas vete publicando más cosas, he disfrutado un montón!

Gracias por habernos puesto esta explicación del libro la Atmósfera, la he leído y me ha parecido muy interesante.

Da Svidania.

Muy interesante y didáctico el artículo Moisés. Me ha encantado. Como dice Hache, a ver si nos sigues poniendo cositas.

Saludos