¿Por qué no hay dos copos de nieve iguales?

En 1611 el matemático Johannes Kepler (1571-1630) hizo un regalo inusual a su amigo y benefactor Johannes Mattaeus Wacker: para celebrar el Año Nuevo le entregó una carta en la que explicaba por qué el copo de nieve tiene forma hexagonal.

En 'Strena seu de nive sexángula', el teutón explicaba, no solo la forma geométrica de todos los copos de nieve, sino también la razón por la que no hay dos iguales. Su librito tiene apenas veinticuatro páginas, lo cual no resta ni un ápice a su belleza divulgativa.

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La hipótesis de Kepler es que la forma de los copos es la consecuencia en la que se empaquetan las partículas que lo componen, de esta forma conseguía unificar dos conceptos: un mundo geométricamente ordenado y creado por un Dios matemático y las leyes que explican los fenómenos naturales.

Han pasado más de cuatro siglos de aquella publicación y sabemos muchas más cosas acerca de los copos de nieve. De entrada, Kepler desconocía que una molécula de agua está formada por dos átomos de hidrógeno y uno de oxígeno -los cuales forman un ángulo de 104,5 grados- y que, además, las moléculas de agua están ligadas con sus vecinas, a través de enlaces, formando tetraedros. Cuando la temperatura desciende las moléculas se aproximan y forman estructuras de seis lados.

Y es que los copos de nieve son el resultado de la congelación de una gota de agua alrededor de una mota de polvo, hasta formar un cristal. Si el ambiente se encuentra en torno a los 12ºC bajo cero el cristal que queda atrapado en su interior adopta una forma de prisma hexagonal.

Esta forma geométrica volvió loco a Wilson Bentley (1865-1931), más conocido como 'el hombre copo de nieve', un naturalista estadounidense que llegó a fotografiar más de cinco mil copos de nieve a lo largo de quince años de arduo trabajo.

Hace unos años un equipo de investigadores del Instituto Tecnológico de California (Caltech), después de estudiar de forma concienzuda la formación de los copos de nieve llegó a la conclusión que es muy poco probable que haya dos copos iguales, pero no imposible. Esto se debe a que en la ecuación que explica la formación de un cristal de nieve participan muchas variables, entre ellas la temperatura, la presión, la velocidad de anexión y la cantidad de agua.

Otro aspecto curioso sobre los hexágonos de los copos navideños es que esa forma geométrica no es la solución más estable, al menos, desde un punto de vista energético.

Esto se debe a que cuando alcanzan cierto tamaño aparecen pequeñas rupturas laterales que se desdoblan y dan lugar a ramificaciones repetitivas. El conjunto adquiere una forma que recuerda a un vegetal, por eso a este proceso se conoce como crecimiento dentrítico –del griego dendron, que significa árbol-.

Y es que la pintoresca belleza de los copos de nieve va más allá de una fantasía de la naturaleza, encierra peculiaridades científicas en las que cada una de ellas juega un papel clave en su delicada simetría.