Investigadores del Instituto Catalán de Nanociencia y Nanotecnología (ICN2) han demostrado por primera vez que el hielo hexagonal, la forma más común en la naturaleza —presente en glaciares, granizo o copos de nieve— puede generar electricidad al ser doblado o deformado.
El estudio ha sido publicado en Nature Physics y concluye que el hielo es un material electromecánicamente activo, capaz de generar una señal eléctrica a partir de una deformación mecánica, un fenómeno conocido como flexoelectricidad. Esta propiedad se da cuando existe una relación entre la polarización eléctrica del material y el gradiente de su deformación. Según los autores, esta conexión está "siempre permitida por simetría" en el caso del hielo.
La investigación también ofrece una posible explicación para uno de los fenómenos más imponentes de la naturaleza: los rayos. Hasta ahora se sabía que las descargas eléctricas en las nubes estaban relacionadas con las colisiones entre partículas de hielo, pero el mecanismo exacto seguía siendo un misterio.
📢 NEW PAPER OUT❗
🧊 The study reveals that ice is a flexoelectric material, meaning it can produce electricity when unevenly deformed.
🤝 ICN2 Oxide Nanophysics Group, Xi’an Jiaotong University and @stonybrooku📜 Nature Physics
— Catalan Institute of Nanoscience & Nanotechnology (@icn2nano) August 27, 2025
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El equipo del ICN2, junto con universidades de China y Estados Unidos, ha demostrado que el hielo puede generar electricidad cuando se deforma, como ocurre durante las colisiones en las nubes. Para probarlo, congelaron agua muy pura entre dos placas metálicas y luego aplicaron movimientos controlados para doblar el hielo y medir su respuesta eléctrica.
"Pudimos confirmar no solo que el hielo es flexoeléctrico, sino que los valores de electricidad generados son consistentes con los valores observados en colisiones entre partículas de hielo en condiciones como las de las tormentas", explica el profesor Gustau Catalán, líder del grupo de Nanofísica de Óxidos del ICN2 y coautor del artículo.
Respuestas eléctricas reales
Además de los experimentos en laboratorio, los investigadores también usaron simulaciones por ordenador para ver cómo se comporta el hielo cuando se deforma a gran velocidad, como ocurre durante las tormentas. Así pudieron comprobar que la electricidad generada por el hielo al doblarse coincide con lo que pasa realmente en las nubes.
Lo más sorprendente es que el hielo mostró una respuesta eléctrica tan fuerte que se puede comparar con la de materiales muy avanzados que hoy se usan en sensores y dispositivos electrónicos, como el dióxido de titanio o el titanato de estroncio.
Además de generar electricidad al doblarse, el estudio descubrió otro fenómeno curioso: a temperaturas muy bajas —por debajo de los –113 °C—, la capa más superficial del hielo se comporta como si tuviera una especie de "electricidad natural". En esa capa tan fina, las moléculas se ordenan de una forma especial que permite al hielo crear una carga eléctrica por sí solo, algo parecido a lo que hace un imán, pero con electricidad en lugar de magnetismo.
Según el Doctor Xin Wen, autor principal del estudio, esto significa que el hielo podría generar electricidad de dos maneras distintas: una, a muy bajas temperaturas (llamada ferroelectricidad), y otra, a temperaturas más altas (la flexoelectricidad que se activa al doblarse el hielo, hasta alcanzar los 0 °C).
La investigación subraya que la flexoelectricidad del hielo "puede ser una de las piezas que faltaban en el rompecabezas de la electrificación de tormentas". No obstante, reconocen que probablemente no sea la única. Otros procesos como la fractura del hielo, la transferencia de masa o las impurezas también podrían jugar un papel importante.