Hay personas que tienen espíritu científico y observan la realidad cuestionándose lo que ven. A los 13 años Erasto Mpemba formuló la paradoja que lleva su nombre y a la que por fin un grupo de científicos han dado explicación. Efecto Mpemba resuelto: ¿Por qué se congela antes el agua caliente que la fría?
Efecto Mpemba resuelto
El efecto Mpemba se consideraba una paradoja. Una paradoja es algo, dicho o hecho, que parece contravenir la lógica. En este caso la paradoja residía en que en determinadas condiciones, se congela antes el agua caliente que la fría. La lógica nos dice que debería ser la fría, que ya está a una baja temperatura, la que primero se congelase, pero no es así. Aristóteles y Descartes ya se plantearon esta paradoja, pero no le encontraron explicación y hace poco tiempo, en octubre de 2017, un grupo de científicos españoles, dio con la respuesta para explicar este comportamiento que parece una incongruencia. Publicaron su estudio en la Physical Review Letters.
Como hemos dicho, varios filósofos/físicos de tiempos pretéritos ya habían observado el curioso y paradójico comportamiento de algunos líquidos frente a la congelación, pero fue un joven tanzano, llamado Erasto Mpemba, el que formuló la paradoja. En su escuela, en Tanzania, en 1963, podían fabricarse helados ellos mismos, pero había muy pocas cubiteras para poner el producto líquido en el congelador. Los chicos debían hervir primero la leche que compraban y dejarla enfriar. Un día Erasto vio que únicamente quedaba una bandeja de congelar y, aún a riesgo de que se echase a perder, vertió el líquido hirviendo y lo metió en el congelador a la vez que un compañero que sí había dejado enfriar la mezcla. Una hora y media después fueron a buscar sus helados. El de Erasto estaba completamente congelado, pero el de su amigo no.
Cuando unos días después se lo explicó a su maestro, este le dijo que se había confundido. Un profesor de física visitó su escuela y les explicó la Ley de enfriamiento de Newton, Erasto volvió a preguntar y la respuesta fue la misma: estás en un error. Sin embargo, Erasto no lo olvidó y en una reunión pre-universitaria le preguntó al ponente sobre lo que había observado. El Dr. Osborne le contestó que no creía que fuera así, pero que lo comprobaría. De regreso a la universidad vio que era cierto. Contacto con Erasto y juntos publicaron un escrito científico explicando la paradoja que desde entonces se conoce como efecto Mpemba.
Ninguna de las explicaciones dadas parecía convincente, hasta que un grupo de científicos españoles investigó el tema. Comprobaron que en un vaso de agua caliente las moléculas se mueven más rápido y en uno de agua fría más lentas, cuando se congela las moléculas se paran por completo. Parecía lógico que el paso de lento a parado fuera más rápido que de rápido a parado, sin embargo no era así. La paradoja de Mpemba parecía inexplicable hasta que simplificaron el modelo e hicieron entrar en juego una propiedad conocida en estadística como «cortoise».
Cuando se calcula la temperatura de un líquido, en realidad se hace una media de la velocidad de todas sus partículas y en ella intervienen rápidas, lentas, más rápidas, súper lentas… Los científicos comprobaron que dependiendo de la cantidad de partículas que se desvían de la media entra en juego la propiedad «curtosis» y si esta es alta, el agua caliente se congela antes que la fría.
Así pues, la temperatura no es el único factor que afecta en el proceso de congelación, sino también la velocidad media de las moléculas. Los científicos comprobaron que se da también el caso contrario: el agua fría que presenta un alto nivel de «curtosis» se calienta antes que la que está menos fría.
Erasto Mpemba quería ser médico pero no pudo estudiar esa carrera por falta de recursos económicos. Ganó una beca y sus estudios se encaminaron a la conservación de la fauna salvaje, trabajando durante muchos años como jefe de la oficina de Vida Salvaje del Ministerio de Recursos naturales y Turismo de su país. Siempre ha dicho que el descubrimiento del «Efecto Mpemba» no tuvo tanta importancia y que en realidad, él no era muy bueno en física.
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