La Estatua de la Libertad crece hasta 24 centímetros cada verano

Dependiendo del material con el que esté diseñada una estructura, este será más o menos sensible a los cambios de temperatura que se producen entre las diferentes estaciones del año. Así, en las épocas de calor, se dilatará y su tamaño aumentará unos centímetros.

LA EXPANSIÓN TÉRMICA

Toda la materia está compuesta por átomos: sistemas microscópicos formados por un núcleo y una coraza. La parte central, el núcleo, se encuentra lleno de una mezcla de pequeñas cargas positivas, los protones, junto a otras sin ningún tipo de carga, los neutrones. Además, es orbitado por una serie de partículas con carga negativa, llamadas electrones. Estos pequeños sistemas no se están nunca quietos y realizan cantidad de movimientos: los electrones se mueven entorno al núcleo, el átomo en sí rota, se traslada… Y lo más importante en este caso: están en constante vibración.

Y esa vibración no es nada fortuita, sino que es consecuencia directa de la temperatura que existe en el entorno. Si la temperatura fuera 0 grados Kelvin, es decir, -273 grados Celsius, estaríamos en una situación conocida como cero absoluto, y el átomo se mantendría quieto. Sin embargo, es una situación hipotética ya que esa temperatura no es alcanzable, por lo que nuestro sistema atómico se encuentra siempre en vibración, de forma que, a más temperatura, más vibración y más movimiento.

Ahora bien, si te imaginas un cuerpo formado por átomos, por ejemplo, una gran bola de hierro, puedes pensar en cómo sus átomos vibran a una temperatura ambiente de 25 ºC dándole su forma externa. Sin embargo, a medida que la temperatura asciende, por ejemplo en verano, sus átomos vibran cada vez más, ocupando cada vez más espacio en estos movimientos y necesitando mayor separación entre ellos. Por lo tanto, al irse separando, el objeto, la gran bola de hierro, aumenta su tamaño gradualmente.

Esto es exactamente lo que sucede con ciertos monumentos en verano: el aumento de temperatura durante el día hace que sus átomos vibren con más fuerza, necesitando un mayor espacio para ejecutar sus movimientos y aumentando el tamaño de la estructura en su totalidad.

No todos los materiales son igual de sensibles a los cambios térmicos. Todos ellos se dilatan, eso sí, pero algunos lo hacen de forma más rápida y con menores cambios de temperatura que otros. Y es que la capacidad para aumentar su velocidad de vibración a medida que la temperatura sube depende del tipo de átomos que forman cada material, siendo el hormigón y el hierro los que, en mayor medida, presentan este fenómeno.

La madera es también un tipo de recurso muy sensible a los cambios de temperatura, sin embargo, no muestra una dilatación evidente con el calor. La razón de que esto ocurra es que es un material que presenta unos altos niveles de humedad, por lo que cuando sube la temperatura ambiente, se evapora, reduciendo su tamaño. Así, aunque los átomos vibren más, esa necesidad de espacio se compensa con la perdida de moléculas de agua por evaporación, manteniendo un tamaño prácticamente constante.

La Estatua de la Libertad, en Nueva York, es un exponente mundial de este fenómeno. La estructura se compone de hierro cubierto de cobre, dos materiales sensibles a los cambios de temperatura y en los que la dilatación es muy apreciable. 

Los datos existentes estiman que a una temperatura ambiente de 20ºC, la Estatua de la Libertad tiene una altura aproximada de 93 m pero que, en un día veraniego y caluroso donde los termómetros alcanzan valores de 35ºC, su estructura se dilata en casi 24 cm. Es un aumento considerable en las medidas a las que estamos acostumbrados, pero en este gigante, no será un cambio apreciable para el ojo humano. Es un incremento de 24cm en 9300cm, es decir el 0,25%.