Efecto Mpemba: agua hirviendo que se congela al instante (video)

El agua es un recurso vital para la vida de todo ser vivo que habite en el planeta, pero lo cierto es que aún nos falta mucho por descubrir sobre ella debido a que su comportamiento aún mantiene algunas incógnitas. Una de estas es el efecto Mpemba, uno de los fenómenos del agua que se conocen desde tiempos antiguos, pues fue descubierto por Aristoteles hace casi 2,000 años cuando afirmó que el agua caliente se congelaba más rápido que el agua fría pero, no recibió un nombre hasta 1963.

El efecto Mpemba se ha vuelto famoso gracias a los videos de personas que viven en sitios con temperaturas extremadamente frías, que muestran cómo el agua hirviendo se congela al instante al lanzarla a la intemperie. Sin duda, es hermoso de observar aunque las explicaciones no están del todo claras todavía.

Descubrimiento del efecto Mpemba

Aristoteles observó cómo las personas de la actual Turquía rociaban las estacas de sus empalizadas con agua caliente para asegurarlas, debido a que de este modo se congelaban antes. Pero no fue el único en notarlo antes de que recibiera un nombre, Francis Bacon y René Descartes también notaron este fenómeno tan curioso. Pero no fue hasta 1963 que la ciencia moderna fue consiente de ello y se le dio un nombre propio.

Este fenómeno recibe su nombre en honor al científico tanzano Erasto Bartolomeo Mpemba, quien mientras se encontraba cursando la secundaria notó que la mezcla de helado que había preparado y metido al congelador cuando aún se encontraba caliente, se estaba congelando más rápido que la de sus demás compañeros que la habían dejado enfriar.

Algunos años más adelante, publicaría un artículo junto con el científico Británico Denis Osborne en 1969, en el que explicaron a detalle cómo es que funciona dicho efecto. Como parte de su investigación, realizaron un estudio sobre el tiempo de congelación de distintas muestras de agua dentro de un congelador, dando como resultado que el tiempo para congelar era mayor cuando el agua se encontraba cerca de los 25ºC y más corto cuando estaba cerca de los 90ºC.

Cabe enfatizar que dicho fenómeno se da bajo circunstancias bastante especificas en donde se requieren temperaturas grandes para que surta efecto. Por ejemplo, agua a 5°C se congelará primero que el agua a 35°C pero agua a 70°C tardará mas en congelarse que agua a 90°C.

Estudios más recientes han cuidado mucho las variables de temperatura, así como la cantidad de sustancias disueltas que en ella, ya que estas no han permitido igualar las conclusiones que Mpemba y Osborne presentaron. En 2012, la Royal Society of Chemistry ofreció un premio de 1000 libras a quien pudiera dar la mejor explicación para dicho fenómeno, lamentablemente de los 22,000 documentos presentados ninguno fue lo suficientemente convincente.

Qué da lugar al efecto Mpemba

El efecto es más complejo de lo que parece, necesitando de variables y contextos concretos. La primera variable es la evaporación del agua cuando está caliente, debido a que al hacerlo más rápido pierde masa y por lo tanto necesitará perder menos calor para congelarse. Sin embargo, esto es refutable debido a que el efecto también sucede en recipientes cerrados donde no es posible la evaporación.

Otra posible explicación son las corrientes de convección dentro del propio líquido, donde al colocar los recipientes en el congelador, su congelación no se lleva a cabo de manera uniforme sino que comienza en la superficie exterior y crea un gradiente de temperatura que acelera el enfriamiento del agua.

Sin embargo, el agua fría puede tener una cantidad más grande de gases disueltos que reducen la conductividad térmica del agua, por lo que el enfriamiento de las zonas más separadas de la superficie se enfrían en una mayor cantidad de tiempo.

Simulaciones de grupos de moléculas de agua han revelado que la fuerza de los enlaces de hidrógeno en una molécula de agua, dependen de la disposición de la moléculas del agua vecina. Es gracias a esto que mientras el agua se calienta, los enlaces más débiles se rompen y forman grandes moléculas que se realizan para dar paso al hielo, el primer paso para la congelación.

Para que el agua fría se reacomode de esta forma es necesario que primero se rompan los enlaces de hidrógeno débiles.

Aunque existen algunas explicaciones que pueden sustentar cómo es que se genera el efecto Mpemba, siguen siendo necesarios más estudios para poder comprender con certeza qué es lo que causa que el agua hirviendo se congele al instante en un ambiente de temperaturas extremadamente frías. Sin duda se trata de uno de los fenómenos del agua más hermosos para observar.