La física detrás del agua caliente que se congela al entrar con el frío (VIDEO)

La hipótesis del efecto Mpemba nació en 1969 con la insistencia y creatividad de un chico de Tanzania, quien al desesperarse de que la leche para preparar helado se tardase en congelar, optó por mezclar leche caliente esperando por lo mejor…

En pleno invierno, el hemisferio norte se enfrenta a numerosos frentes fríos. Son épocas en que el frío, en ciertos lugares como Rusia, provoca incluso que el agua se congele al momento de aventarla al exterior de un hogar. Este fenómeno se le conoce como el efecto Mpemba, el cual ha sido estudiado desde la Antigüedad. De hecho, el primero en observarlo y describirlo fue el filósofo griego Aristóteles, él dijo afirmó que, pese a la contradicción de las leyes de la física, el agua caliente parecía congelarse más rápido que la caliente bajo ciertas circunstancias. Frente a esto, los físicos señalan que pese a las extrañas propiedades del hidrógeno continúan siendo un misterio es posible que el efecto Mpemba no existe realmente. 

La hipótesis del efecto Mpemba nació en 1969 con la insistencia y creatividad de un chico de Tanzania, quien al desesperarse de que la leche para preparar helado se tardase en congelar, optó por mezclar leche caliente esperando por lo mejor… Para su sorpresa, y la de sus compañeros, el helado se congeló más rápido de lo esperado. Fue así que Mpemba, junto con un profesor de física, se dedicaron a  publicar un estudio capaz de describir el fenómeno. Sin embargo, pese a los resultados efectivos, los físicos aún no logran descubrir qué es lo que lo causa. 

Para el gremio de los físicos, la hipótesis de Mpemba, en la que el agua caliente se evapora más rápido, perdiendo masa y por tanto dejando ir el calor para congelarse, no sucede con contenedores cerrados en donde no sucede la evaporación, no tiene del todo base física. Por ello, estudiantes del Southern Methodist University, en Dallas, EE.UU. y la Universidad Nanjing, en China, decidieron estudiar el misterio. Parece ser que las propiedades de unión entre los átomos del hidrógeno y el oxígeno en las moléculas de agua podría ser la clave para explicar el efecto. 

Es decir que, a diferencia del agua fría con uniones más estables, el agua caliente posee una mayor propensión a la ruptura de sus uniones, provocando que los grupos de las moléculas formen fragmentos capaces de realínearse para resultar en una estructura cristalina de hielo; y esto, a su vez, puede resultar en punto de inicio del proceso de congelamiento. En palabras de Emily Conover, uno de los miembros de investigadores a cargo del estudio: 

El análisis […] nos llevó a proponer una explicación molecular del efecto Mpemba. Con el agua caliente, las uniones débiles H- con predominancia a las contribuciones electroestáticas se rompen, y pequeños clusters de agua con una capacidad más estable de H- aceleran el proceso de nucleosíntesis, el cual resulta en enrejados hexagonales de hielo sólido. Por tanto, el agua se congela más rápido que el agua fría, haciendo que la transformación de la formación de clusters se reduzca en tiempo y energía.

Sin embargo, aún existen físicos escépticos a la veracidad del fenómeno. Así que sea verdad o no, te compartimos este video para que conozcas la maravillosa permeabilidad de la Naturaleza: 

 

 



Podríamos tener un sexto sentido magnético (nuestro cuerpo como una especie de brújula)

Ya existe la primera prueba neurocientífica de que podemos sentir los campos magnéticos.

Mucho antes de que se inventaran las brújulas, es probable que los primeros humanos se orientaran a partir de una especie de sexto sentido magnético. Por lo menos a eso apuntan algunas investigaciones; la más reciente de ellas con evidencia neurocientífica. Más aún: es probable que aún tengamos vestigios de un sentido que antes quizá estuvo más desarrollado, como también lo estuvieron otros primigenios sentidos ligados a la intuición que aún poseemos. 

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Podría sonar a ciencia ficción, pero este poder podría no ser sino parte de nuestra evolución como seres vivos. Ello no nos haría únicos: más de 50 animales, desde abejas hasta perros, tienen este “súper poder” llamado magnetorrecepción. De hecho, las aves no sólo tienen esta capacidad alojada en el cuerpo, sino en sus ojos, ya que, al parecer, una proteína en su retina les permite detectar campos magnéticos con la mirada.

¿Por qué y cómo nosotros tendríamos este poder?

El primer experimento que se realizó para saber si los seres humanos también somos una brújula andante lo hizo el geofísico Joe Kirschvink. Éste hizo pasar campos magnéticos rotativos a través de algunos voluntarios mientras medía su actividad cerebral. Para sorpresa de Kirschvink, cuando el campo magnético giraba en sentido contrario a las agujas del reloj, ciertas neuronas actuaban de manera irregular, generando un aumento en la actividad eléctrica del cerebro.

No obstante, aún no se sabía si esta actividad era nada más que una reacción. Para que nuestro cuerpo fuese una brújula, tendría que procesarse cierta información que sirviera para la navegación, aunque fuese de manera intuitiva. Además necesitaríamos de células que funcionaran como magnetorreceptores, como en el caso de la proteína Cry4 que se aloja en la retina de las aves.

La cuestión es, ¿tenemos magnetorreceptores?

Las hipótesis de Kirschvink han sido lo suficientemente sólidas como para atribuírseles un campo de estudio propio. Y es que, de encontrarse que tenemos un sentido magnético, podríamos saber más sobre cómo la superficie de la Tierra influenció nuestra evolución. Asimismo, podríamos hacer más y mejores hipótesis sobre las condiciones geológicas de hace millones de años.

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Muestra 3D de la cámara de pruebas de magnetorrecepción el Caltech

Por eso, Kirschvink formó un grupo de investigación conformado por él mismo, así como un neurocientífico y un neuroingeniero. Este equipo colocó a más de 30 voluntario al interior de una cámara especial en la cual pueden manipular los campos magnéticos a voluntad. Ahí llevaron a cabo diversas pruebas para registrar la actividad del cerebro a través de electroenefalografía. Los investigadores encontraron que los campos magnéticos en cierto ángulo promovían una respuesta fuerte en el mismo ángulo del cerebro, lo que sugiere un mecanismo biológico estimulable, según escribió el propio Kirschvink para The Conversation.

Esto es ni más ni menos que la primera evidencia neurocientífica de que tenemos un sentido magnético. Si éste no se encuentra alojado en una zona en específico, sino que varía según las condiciones, quiere decir que tiene una función, y que de alguna forma debe traducirse en información orgánica útil para la navegación. 

Quizá este sexto sentido magnético fue más fuerte en el pasado, pero quizá lo podamos estimular e incluso evolucionar. Las preguntas –y las posibilidades– siguen abiertas.

 

*Imágenes: 1 y 2) Public Domain Review