¿Qué es el Efecto Mpemba?
Se llama Efecto Mpemba al fenómeno consistente en que bajo ciertas circunstancias el agua caliente se congela antes que el agua fría.
Un poco de historia
Aristóteles(384-322 a.C.) en su obra «Meteorológicos» ya hace referencia a este efecto, así como Roger Bacon(c. 1214-1294), Francis Bacon(1561-1626) en su Novum Organum o René Descartes(1596-1650) en su Discurso del Método.
Erasto Mpemba
El efecto, un poco olvidado, volvió a primer plano en los años 60 del siglo pasado de la mano de Erasto Mpemba, del que recibe su nombre. Mientras estudiaba en un colegio de secundaria en Tanzania sus compañeros y él hacían helado en una nevera del colegio compitiendo por el poco espacio existente dentro de la misma. En una ocasión para no quedarse sin sitio metió el líquido recién hervido en la nevera en lugar de dejarlo enfriar previamente como era lo habitual. Al abrir la nevera al cabo de hora y media observó para su sorpresa que su helado estaba congelado mientras que el de un compañero, que había introducido la misma cantidad, al mismo tiempo, pero a una temperatura mucho más baja, todavía estaba líquido.
Le preguntó a su profesor de física cual podía ser la explicación, recibiendo la respuesta «Te has confundido eso no puede pasar».
Pasado el tiempo cambió de colegio y en el laboratorio de biología repitió el experimento con parecidos resultados.
En esa época Denis Osborne, jefe del Departamento de Física de la Universidad de Dar es Salam, dió una conferencia en el colegio y en la ronda final de preguntas Erasto le preguntó: «Si coges dos vasos de precipitados con la misma cantidad de agua, uno a 35ºC y el otro a 100ºC, y los pones en un congelador, el que estaba a 100 ºC se congela primero. ¿Por qué?». Osborne le contestó que lo comprobaría y le animó a que siguiese estudiándolo.
De vuelta a su universidad Osborne encargó a un técnico de laboratorio que hiciese la experiencia. El ayudante le informó una vez realizado el experimento que efectivamente el agua caliente se había congelado primero pero que «Continuaremos repitiendo el experimento hasta que obtengamos el resultado correcto». Posteriores experimentos confirmaron los resultados de Erasto.
Mpemba y Osborne en 1969 publicaron un artículo de forma conjunta en la revista Physics Education en el que se recoge todo lo anterior:
En el video siguiente podemos ver a Osborne y Mpemba recordando lo sucedido :
Premio de la Royal Society of Chemistry
En 2012 la RSC ofreció un premio de 1000 libras a la persona o grupo que ofreciese la explicación más creativa del efecto Mpemba. Se recibieron más de 22 000 participaciones de todo el mundo. El ganador fue Nikola Bregovic, de la Universidad de Zagreb. En la web de la RSC puede leerse su trabajo, el de los finalistas y otros aspectos interesantes relacionados con el premio y el efecto Mpemba.
Explicación del efecto
A día de hoy no hay todavía un acuerdo sobre la explicación del efecto. Dentro de las causas posibles se han mencionado:
Evaporación
El agua caliente se evapora más de prisa que el agua fría, como consecuencia hay menos agua que congelar al llegar a la temperatura de fusión.
Gases disueltos
El agua fría tiene una mayor cantidad de gases disueltos que el agua caliente. Las moléculas de los gases en disolución incrementan la viscosidad del agua fría dificultando las corrientes de convección. La presencia de gases disueltos también produce un descenso del punto de fusión.
Aumento de la convección
En el agua caliente se produce una mayor diferencia de temperatura entre el centro del recipiente donde el líquido se mantiene caliente y la zona en contacto con las paredes en la que se enfría más deprisa. Esta diferencia de temperatura favorece las corrientes de convección.