El hielo sorprende a la ciencia: genera electricidad cuando se deforma
El descubrimiento de que el hielo es capaz de producir electricidad al doblarse revela una propiedad inesperada de un material tan cotidiano como el agua congelada. El hallazgo podría ayudar a explicar la formación de los rayos y abrir nuevas vías para el desarrollo de tecnologías innovadoras.
Enriquen Coperías
Una científica representa en clave de cómic el hallazgo: el hielo puede generar electricidad al deformarse, un fenómeno conocido como flexoelectricidad que podría explicar el origen de los rayos en las tormentas eléctricas. Imagen generada con DALL-E
El hielo, aparentemente tan común y estudiado hasta la saciedad, guarda todavía secretos capaces de sorprender a la ciencia. Un equipo internacional de investigadores, con participación del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2), ha demostrado que el agua congelada puede generar electricidad cuando se deforma.
El hallazgo, publicado en la revista Nature Physics, nos decubre que el hielo es un material flexoeléctrico, o sea, que al doblarse o sufrir deformaciones irregulares produce carga eléctrica.
La observación no solo abre posibles vías tecnológicas, sino que también ofrece una explicación a fenómenos naturales tan espectaculares como los rayos.
Qué es la flexoelectricidad en el hielo
La presencia del hielo es ubicua en el planeta: desde los casquetes polares hasta las cumbres montañosas. A pesar de ser una sustancia cotidiana, su estudio sigue deparando sorpresas. En este caso, la colaboración entre el ICN2, la Universidad Xi’an Jiaotong (China) y la Universidad de Stony Brook (Estados Unidos) ha permitido identificar una propiedad que hasta ahora se creía ajena al hielo.
«Descubrimos que el hielo genera carga eléctrica en respuesta a la presión mecánica a cualquier temperatura», explica el investigador Xin Wen, uno de los autores principales, en un comunicado del ICN2.
El equipo observó además que por debajo de los –113 °C aparece en su superficie una fina capa con comportamiento ferroeléctrico, es decir, capaz de polarizarse de manera espontánea e invertir esa polarización bajo un campo eléctrico externo. El hielo, por tanto, dispondría de dos formas de generar electricidad:
✅ La ferroelectricidad a temperaturas extremas.
✅ La flexoelectricidad en un rango más amplio, hasta el punto de fusión.
El vínculo entre el hielo y los rayos en las tormentas
Estas capacidades sitúan al hielo en la misma liga que materiales electrocerámicos avanzados, como el dióxido de titanio, empleados en sensores y dispositivos electrónicos. Pero lo más llamativo es su conexión con la atmósfera. La investigación apunta que la flexoelectricidad podría estar detrás de la electrificación de las nubes en las tormentas eléctricas.
La electrificación de las nubes en las tormentas eléctricas es el proceso por el cual las partículas de agua y hielo dentro de la nube se cargan eléctricamente al chocar y rozar entre sí. Estas colisiones separan cargas: las negativas suelen acumularse en la parte baja de la nube y las positivas en la parte alta. Esa diferencia de potencial eléctrico es la que, al ser liberada, provoca los rayos.
Los científicos saben que los rayos nacen del enorme potencial eléctrico que se acumula en las nubes debido a las colisiones entre partículas de hielo. Lo que permanecía sin explicación era el mecanismo de esa electrificación. Hasta ahora se había descartado que se tratase de piezoelectricidad, ya que el hielo no responde a la presión uniforme generando carga.
Posibles aplicaciones tecnológicas de la flexoelectricidad del hielo
Sin embargo, al deformarse de manera desigual, sí lo hace: un comportamiento flexoeléctrico que coincide con las magnitudes medidas en experimentos atmosféricos.
«Pudimos confirmar que los valores obtenidos en el laboratorio se correspondían con los observados en las colisiones de partículas de hielo durante las tormentas», señala Gustau Catalán, líder del grupo de Nanofísica de Óxidos del ICN2.
El hallazgo abre interrogantes y expectativas. Además de ayudar a comprender mejor cómo se cargan las nubes, podría inspirar el diseño de nuevos dispositivos electrónicos capaces de aprovechar las propiedades del hielo en entornos fríos. Aunque las aplicaciones prácticas aún están lejos, la investigación muestra que incluso un material tan familiar como el hielo puede encerrar comportamientos inesperados y con gran relevancia, tanto para la tecnología como para entender la naturaleza. ▪️
Información facilitada por la Universidad Autónoma de Barcelona
Fuente: Wen, X., Ma, Q., Mannino, A. et al. Flexoelectricity and surface ferroelectricity of water ice. Nature Physics (2025). DOI: https://doi.org/10.1038/s41567-025-02995-6
