El efecto Mpemba: por qué el agua caliente se congela antes
El efecto Mpemba, un curioso fenómeno que desafía las leyes de la naturaleza, donde el agua caliente se congela más rápido que el agua fría.
Seguro has visto videos fascinantes donde lanzan agua hirviendo al aire en condiciones de muchísimo frío. El agua se congela al momento, dando un espectáculo visual que sigue despertando curiosidad a científicos y al público amante de la ciencia.
La curiosidad que despierta este efecto, que se llama Mpemba, no es solo en la actualidad. Hay evidencia de mentes privilegiadas, como la de Aristóteles, hace más de 2 mil años, que intentaron descifrar el por qué del efecto que parece desafiar las leyes de la naturaleza.
Como ha pasado varias veces en la ciencia, grandes descubrimientos se han hecho de manera fortuita. Tal es el caso del antibiótico penicilina, el radar o el horno microondas. Con el efecto Mpemba sucedió igual, un estudiante tanzano lo notó mientras estaba en una clase de cocina.
Como mencioné en el primer párrafo, el agua necesita estar a muy alta temperatura, pero ¿sabías que si esa agua no estuviera tan caliente, es probable que no se congele tan rápido? Hoy te explicaré la ciencia detrás de este fascinate fenómeno.
Recordando conceptos básicos de la ciencia
Lo cierto es que hay mucha ciencia detrás de este peculiar fenómeno, pero antes hay que recordar conceptos básicos. En primer lugar, el agua a nivel del mar, se congela a 0 °C y se evapora a 100 °C, esto significa que se encuentra en estado líquido entre estos valores.
Además, imagínate que tienes unos lentes muy sofisticados que te permiten ver las moléculas que componen el agua. Una molécula es la unidad más pequeña que compone cualquier sustancia, en el caso del agua cada molécula está compuesta por un átomo de hidrógeno y dos de oxígeno.
Ahora, estas moléculas no están quietas, se mueven como si todas estuvieran en una pista de baile. Importante, si sube la temperatura el movimiento de las moléculas va a ser más rápido, al punto de que algunas moléculas logran escapar del agua.
Un delicioso helado y la curiosidad de un estudiante tanzano
En 1963 el estudiante tanzano Erasto Bartholomeo Mpemba, notó algo muy peculiar en una clase de cocina: la mezcla caliente para hacer helados parecía congelarse a una velocidad mucho mayor que la fría.
La observación de Erasto B. Mpemba iba contra toda lógica. Para suerte de Mpemba coincidió con el físico Denis G. Osborne y le contó lo observado. El físico investigó a mayor profundidad el fenómeno para lograr llegar a una explicación.
Finalmente, Mpemba y Osborne detallaron los experimentos llevados a cabo para dar explicación al fenómeno. Los resultados de los experimentos fueron publicados en el año 1969 en un artículo titulado “Cool?” en la revista "Physics Education”.
¿Por qué sucede el efecto Mpemba?
Recuerda lo que mencioné al inicio del artículo, a mayor temperatura las moléculas se moverán más rápido y escapan del líquido, o sea, el proceso de evaporación es mayor también reduciendo así la masa de líquido y, por ende, la cantidad de gas disuelto en él. Esto facilita la congelación.
En pocas palabras, esto significa que el agua más caliente, aunque parezca contraintuitivo, pierde masa de manera más rápida y, por lo tanto, se congela a una mayor velocidad.
Importante, el fenómeno Mpemba no siempre ocurre, son necesarias condiciones muy específicas, como una diferencia significativa de temperatura, más de 30 °C, la cantidad de agua y hasta las impurezas que contenga el agua.
Si intentas replicar este experimento, toma precauciones. En primer lugar, vas a manipular agua muy caliente, cuidado el líquido para evitar quemaduras. En segundo lugar, abrígate, necesitas exponer el agua a temperaturas extremadamente bajas.