Ponemos una olla al fuego y, después de unos minutos, empiezan a aparecer burbujas. Primero son pequeñas y permanecen cerca del fondo. Más tarde crecen, ascienden rápidamente y revientan en la superficie. Es la señal que usamos para decir que el agua está hirviendo.
Pero ¿qué hay dentro de ellas? No son burbujas de oxígeno ni de hidrógeno separados. Cuando el agua alcanza la ebullición, están compuestas principalmente por vapor de agua: moléculas de H₂O que pasaron del estado líquido al gaseoso.
La explicación parece sencilla, aunque hay un detalle importante: no todas las burbujas que vemos durante el calentamiento tienen exactamente el mismo origen.
¿De qué están hechas las primeras burbujas?
Antes de que el agua hierva por completo suelen aparecer pequeños puntos transparentes adheridos al fondo y a las paredes de la olla.
En esta etapa, muchas burbujas contienen gases que ya estaban disueltos en el agua, principalmente componentes del aire. Al aumentar la temperatura, los gases se vuelven menos solubles y comienzan a escapar del líquido. Este fenómeno puede observarse antes de alcanzar el punto de ebullición.
Podemos distinguir entonces tres momentos:
- Agua todavía tibia: contiene gases disueltos que no vemos.
- Durante el calentamiento: parte de esos gases sale y forma pequeñas burbujas.
- Durante la ebullición: aparecen grandes burbujas compuestas principalmente por vapor de agua.
Por eso, ver algunas burbujitas no significa necesariamente que la olla ya esté hirviendo.
¿Cómo se forman las burbujas cuando el agua hierve?
A medida que aumenta la temperatura, las moléculas de agua se mueven con mayor energía. Algunas pasan continuamente al estado gaseoso.
Para que el líquido hierva, el vapor de agua debe poder formar burbujas estables en su interior. Esto ocurre cuando la presión de vapor del agua alcanza la presión externa que actúa sobre el líquido. A presión atmosférica normal, ese equilibrio se alcanza cerca de los 100 °C.
Las burbujas suelen aparecer primero en el fondo porque la olla recibe allí buena parte del calor. Además, las pequeñas irregularidades y cavidades de la superficie facilitan la formación de núcleos de vapor. Estos lugares reciben el nombre de sitios de nucleación.
Una vez formadas, las burbujas aumentan de tamaño y ascienden porque el vapor es mucho menos denso que el agua líquida. Al llegar a la superficie, se rompen y el vapor se mezcla con el aire.
¿Por qué algunas burbujas desaparecen antes de llegar arriba?
Cuando la olla todavía no alcanzó una ebullición uniforme puede ocurrir algo curioso: algunas burbujas nacen cerca del fondo, comienzan a subir y desaparecen antes de alcanzar la superficie.
La causa está en que el fondo puede estar suficientemente caliente para producir vapor mientras las capas superiores de agua todavía están más frías. Al entrar en esa región, el vapor pierde energía y se condensa nuevamente en agua líquida.
A medida que toda la olla se calienta, cada vez más burbujas logran sobrevivir al recorrido. Entonces aparece el hervor intenso que reconocemos fácilmente.
Las irregularidades del recipiente, las impurezas y los gases disueltos pueden facilitar la nucleación. En recipientes extremadamente lisos, como algunos vasos utilizados en microondas, puede ocurrir lo contrario: el agua puede superar momentáneamente su temperatura normal de ebullición sin formar muchas burbujas. Ese fenómeno se conoce como sobrecalentamiento y puede provocar una ebullición repentina al mover el recipiente o introducir un objeto.
¿El agua siempre hierve a 100 °C?
No. Los 100 °C corresponden aproximadamente al punto de ebullición del agua a una atmósfera de presión, cerca del nivel del mar.
En lugares elevados, la presión atmosférica es menor y las burbujas de vapor pueden formarse a una temperatura más baja. Por ejemplo, que en la cima del Everest el agua puede hervir cerca de los 70 °C.
En una olla a presión sucede lo contrario: al aumentar la presión en el interior, el agua necesita alcanzar una temperatura superior para hervir.
Así, esas burbujas que vemos todos los días en una olla cuentan una pequeña historia molecular. Al hervir, el agua no está liberando aire escondido ni separándose en hidrógeno y oxígeno: simplemente una parte del líquido se convierte en gas, forma bolsas de vapor y emprende su camino hacia la superficie.
