El curioso efecto Mpemba o por qué el agua caliente se congela antes que la fría

El efecto Mpemba o por qué el agua caliente se congela antes.

El efecto Mpemba o por qué el agua caliente se congela antes.

La Tierra es redonda y gira alrededor del Sol, los objetos en caída libre en el vacíollegan al suelo al mismo tiempo… La Naturaleza, a menudo, nos sorprende con leyes físicas y efectos extraños que contradicen nuestra propia intuición o lo que nuestra experiencia consideraría como normal. Una de estas curiosas contradicciones se denomina efecto Mpemba y, a grandes rasgos, afirma que el agua caliente se congela más rápidamente que el agua fría.

De hecho, por internet circulan cientos de vídeos en donde la gente lanza agua caliente en un ambiente muy frío y consigue que se congele antes siquiera de caer al suelo.

Desde hace siglos este fascinante efecto físico ha cautivado a mentes tan curiosas como Aristóteles o Descartes, pero su denominación actual se debe a Erasto Bartholomeo Mpemba, un joven estudiante de Tanzania que, con tan solo 13 años y durante una actividad en su colegio, se dio cuenta de que metiendo la leche caliente en el frigorífico se congelaba antes.

Esta afirmación le valió las burlas de sus compañeros de colegio e incluso de algunos de sus profesores, sin embargo, Mpemba no se dejó amilanar y realizó algunos experimentos caseros que tuvieron el mismo resultado: los líquidos calientes se congelaban antes que los fríos.

Cuando Mpemba creció, y ya a las puertas de la Universidad, un reputado físico dio una conferencia en su colegio. En el turno de preguntas el joven le explicó sus experimentos y el profesor universitario, Denis G. Osborne, se mostró sorprendido con aquella afirmación y prometió que lo estudiaría.

Efectivamente, a pesar de que lo que decía el joven Mpemba era contraintuitivo, el profesor realizó las comprobaciones en su laboratorio y comprobó con sorpresa que era cierto. Los resultados se publicaron como artículo científico y desde entonces se conoce a este efecto con el nombre del joven escolar de Tanzania.

En la actualidad, y a pesar de que es mucho más conocido, apenas hay estudios sobre por qué se produce este efecto Mpemba y qué condiciones son las más adecuadas para que ocurra. Esta semana, investigadores de diferentes Universidades españolas, como la Carlos III de Madrid, la Universidad de Extremadura o la Universidad de Sevilla han publicado un trabajo analizando cómo se produce este efecto en fluidos granulares, es decir, aquellos que están compuestos por partículas que son muy pequeñas e interaccionan entre ellas perdiendo parte de su energía cinética.

Existen determinadas circunstancias para que se produzca este efecto Mpemba y la clave está en la velocidad de las partículas. En el recipiente caliente el líquido circula mejor, permitiendo que se mueva con más rapidez hacia las paredes del recipiente y enfriando con mayor velocidad. Además, cuanto más caliente está un líquido, menos gases disueltos quedan (y los gases dificultan la congelación).

Gracias al estudio publicado esta semana, los investigadores son capaces de predecir las condiciones más favorables para que se produzca este efecto, por ejemplo cuando el agua está a una temperatura de entre 63 y 72 grados Celsius. Como todos sabéis, congelar algo lleva más tiempo y energía que calentarlo, por eso estudios de ciencia básica como este nos ofrecen pistas para desarrollar aplicaciones interesantes en el futuro, en sistemas que necesiten una refrigeración más rápida y eficiente.

Referencias científicas y más información

Antonio Lasanta, Francisco Vega Reyes, Antonio Prados, Andrés Santos. “When the Hotter Cools More Quickly: Mpemba Effect in Granular Fluids“. Physical Review Letters,119, 148001 (2017).

Plataforma SINC ¿Por qué el agua caliente puede congelarse antes que la fría?

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