Podríamos almacenar información en el hielo durante miles de años, no con tinta ni dispositivos electrónicos, sino con aire. Al modificar sutilmente la forma y la ubicación de las burbujas atrapadas al congelarse el agua, los científicos han descubierto una forma de codificar mensajes que podrían perdurar tanto como el propio hielo. El estudio, publicado en Cell Reports Physical Science por Mengjie Song y sus colegas del Instituto de Tecnología de Pekín, presenta una forma completamente nueva de almacenar y recuperar información, como el código Morse o el binario.
“Estos mensajes de hielo pueden conservarse durante mucho tiempo y los mensajes que transportan son fáciles de visualizar y leer”, dijo Song.
Inspiración glacial
El almacenamiento tradicional de información (papel, cinta magnética, disco duro digital) presenta dificultades en entornos extremos como la Antártida o la Luna. La tinta se desvanece, los dispositivos electrónicos fallan y las temperaturas extremas agotan la batería. Pero el hielo prospera en el frío. Además, el hielo ya almacena mucha información sobre el pasado. Puede ofrecer pistas sobre la temperatura, la química atmosférica e incluso las erupciones volcánicas. ¿Y si, se preguntaban los investigadores, pudiéramos usar esto también?
Parece una locura, pero la idea del equipo era relativamente simple. Si las burbujas en el hielo glacial pueden contener la historia, quizá podamos usar burbujas controladas para escribir mensajes en el hielo recién formado.
Cuando el agua se congela, empuja y comprime los gases, creando bolsas de aire: burbujas. Estas burbujas tienen forma de huevo (si el hielo se congela rápidamente) y de aguja, si se congela lentamente. Si se pudiera alternar el proceso de congelación del hielo, se podría crear un mensaje binario. Los investigadores consideraron varios enfoques, pero la codificación binaria resultó ser la más eficiente. Puede almacenar diez veces más información que el código Morse.
“Dado que la posición y la forma de las burbujas están determinadas por la velocidad de congelación, es posible controlar manualmente la velocidad de congelación para manipular la forma y la distribución de las burbujas en el hielo”, afirma Song.
Para probar la idea, crearon finas capas de agua intercaladas entre láminas transparentes y las congelaron mediante una placa fría cuidadosamente monitorizada. Al ajustar la velocidad de formación del hielo (velocidad de congelación), pudieron manipular el tamaño, la forma y la estratificación de las burbujas de aire que se formaron.
El equipo también descubrió que aumentar bruscamente la velocidad de congelación (al reducir la temperatura de una placa fría) daba como resultado una sola capa de burbujas. Esto ofrecía una estratificación de información, donde cada “capa de burbujas” representaba un mensaje.
Con esta información, se propusieron registrar su mensaje. Incluso construyeron un sistema de decodificación: una cámara captura una imagen en escala de grises del trozo de hielo y un software lee la posición y el brillo de las burbujas. A partir de esto, el software reconstruye el mensaje.
¿Podría esto realmente usarse?
Por ahora, la capacidad es modesta: unas pocas frases por cubo de hielo. Pero el equipo afirma que el sistema podría mejorar su eficiencia y escalarse. Aseguran que, con el tiempo, el almacenamiento de hielo podría convertirse en un método viable en entornos gélidos.
Por supuesto, el sistema depende de la conservación del hielo. Pero en entornos con temperaturas bajo cero estables —como la Antártida, cuevas profundas o laboratorios criogénicos—, el método podría proporcionar una forma de almacenamiento de información de bajo consumo energético, resiliente y visual.
“En regiones naturalmente frías, el uso de burbujas de aire atrapadas como medio de entrega y almacenamiento de mensajes consume menos energía que las telecomunicaciones y es más encubierto que los documentos en papel”, afirma el ingeniero mecánico y autor Mengjie Song.
El equipo ahora explora cómo los tipos de gas, las presiones y las geometrías 3D influyen en la formación de burbujas. Quieren explorar cómo incorporar información más compleja. También esperan vincular sus hallazgos con la dinámica de los glaciares y la ciencia de los materiales en general.
“Nuestros hallazgos tienen una amplia aplicación en diversas áreas”, afirma Song. “En nuestra vida diaria, podemos manipular burbujas para producir hielo eficientemente con diferentes contenidos y crear hermosas esculturas de hielo. En la industria, nuestra investigación puede ayudar en la fundición y fabricación de metales, así como en el deshielo de aviones y barcos”.
Por ahora, sigue siendo un medio de comunicación rudimentario. Es improbable que sustituya a los discos duros o a los satélites en un futuro próximo. Pero en entornos extremos, puede ser útil.
El estudio fue publicado en Cell Reports Physical Science.
Fuente: ZME Science.