Papelera 21

¿Puede el agua caliente congelarse más rápido que el agua fría? La respuesta es sí.

El fenómeno es conocido como Efecto Mpemba y se debe al redescubrimiento hecho por un estudiante de Tanzania, llamado Mpemba (antiguamente había sido ya descubierto por personajes como Aristóteles o Descartes; pero no se introdujo en la comunidad científica hasta 1969 en que fue redescubierto por este estudiante africano).

Para que el efecto pueda ser reproducido deben darse iguales condiciones: dos recipientes del mismo tamaño y forma con la misma cantidad de agua.

Imaginemos que el agua fría parte de 30ºC y tarda 10 minutos en congelarse. Por otro lado, el agua caliente parte de 70ºC; por lo que tardará un tiempo en disminuir su temperatura a 30ºC, más los 10 minutos de congelación. ¿Es esto cierto? No del todo… la explicación radica en el cambio de las condiciones del agua al pasar de 70ºC a 30ºC.
Podemos presuponer que cuando el agua caliente alcance la misma temperatura que la del agua fría en su inicio debería comenzar el proceso de congelación de 10 minutos. Esto en cambio no es así, ya que la disminución de 40ºC del agua caliente produce un cambio en la masa, cambios en el gas y la pureza del agua, etc… que afectan a la velocidad de congelación de la misma.

Todos estos factores hacen que se pruebe el Efecto Mpemba y realmente es algo hasta cierto punto desconocido; ya que no se tiene la certeza de cuál es el mecanismo real por el que se produce… Hay varios supuestos motivos que favorecen y sustentan este hecho:

• Evaporación: El enfriamiento del agua caliente a la temperatura inicial del agua fría, hace que ésta se evapore en parte y pierda, por tanto, masa que produce un enfriamiento más rápido del agua. No obstante, se ha comprobado el efecto Mpemba en recipientes cerrados donde no hay posibilidad de perdida de masa.

• Gases disueltos: El agua caliente puede contener menos gases disueltos que el agua fria; por lo que facilita la convección del agua y por tanto hace más fácil su congelación.

• Convección: Según se enfría el agua y se produce el efecto de convección de la misma, para mayores temperaturas la densidad del agua es menor; por lo que la base del líquido estará más fría que la parte de arriba (algo conocido como "hot top"). Esto provoca que cuando el agua caliente alcance la temperatura inicial del agua fría tendrá un ratio de enfriamiento mayor que la del agua a 30ºC; por lo que la congelación se hará más rápida.

• Superenfriamiento (Supercooling): Este fenómeno se produce cuando el agua no se congela exactamente a 0ºC sino a una temperatura un poco inferior (debido a la composición del agua y diversos fenómenos que hacen que la congelación sea a una temperatura menor). Se ha comprobado experimentalmente que aguas más frias tienen un punto de congelación inferior (en torno a -8ºC) que aguas más calientes (en torno a -2ºC); por lo que el efecto Mpemba podría producirse.

El efecto Mpemba es algo que ocurre sobre cierto rango de circunstancias y ha sido probado en numerosos experimentos. Sin embargo, no hay un acuerdo común acerca de porqué se produce este fenómeno.

Si quieres conocer algo más acerca de este curioso fenómeno o intentar reproducirlo en tu casa puede consultar este artículo en American Journal of Physics.

Esta entrada fue escrita el Jueves, 19 de Abril de 2007 a las 7:56 pm y archivada en Ciencia. Puedes seguir cualquier respuesta a esta entrada a través del feed RSS 2.0. Puedes dejar una respuesta, o trackback desde tu propio sitio web.