Aunque parezca sin sentido, ¿sabías que el agua caliente en verdad congela más rápidamente que el agua fría? Parece imposible, verdad? Mira el vídeo que esa canadiense grabó, mientras lanza agua hirviendo cuando la temperatura al aire libre estaba a -30ºC.

Increíble como el agua se convierte en nieve tan rápidamente, ¿verdad? Pero, ¿cómo eso ocurre?

El Efecto Mpemba

El congelamiento rápido del agua caliente es conocido como Efecto Mpemba. Conocido desde la Grecia antigua, en verdad el fenómeno apenas fue reconocido en la década de 60. En la época, un estudiante de 13 años, llamado Erasto Mpemba, dije a su profesor de ciencias que lograba hacer helado más rápidamente cuando ponía la mescla aún caliente en el congelador.

Y aunque el fenómeno ha sido descubierto en 1969, hasta hoy los científicos no consiguen explanar la razón de modo conclusivo.

¿Cómo ocurre?

En verdad, el efecto no es constante y existen casos en que el agua fría también puede congelar rápidamente. En el experimento que describe el “efecto Mpemba”, el líquido en temperatura ambiente llega antes a la temperatura de solificación (es decir, cero grado Celsius), pero no congela inmediatamente. Ya el líquido más caliente se convierte en hielo cuando alcanza la misma temperatura.

La explanación está en el hecho de que la refrigeración del agua no es lineal y a través de experimentos fueron identificados los factores principales que colaboran para este hecho. Son ellos el buen contacto y conducción, la convección, la evaporación y los gases disueltos. Cada uno de esos factores ponen el agua caliente en ventaja en comparación con el agua que está a la temperatura ambiente, permitiendo que ella congele en primer lugar.

Al poner el agua a la temperatura ambiente para congelar, se nota que después de algún tiempo se forma en la superficie superior y en las laterales una fina capa de hielo. Esa capa de hielo se convierte en un aislante térmico e impide la conducción del calor entre el agua y la base del recipiente que está en contacto con el refrigerador, atrasando así el proceso de refrigeración.

Sin embargo, si el agua es previamente calentada, se verifica que esas capas tardan más a surgir, debido al movimiento de convección realizada por ella. Cuando el agua de la superficie empieza a congelar, ella inmediatamente se desplaza para el hondo y el agua caliente que estaba en el hondo sube hacia la superficie. Eso ocurre porque a medida que la temperatura del agua superficial baja, su densidad aumenta. Luego, ella tende a descender y en su lugar sube el agua caliente con densidad menor. Esa corriente de convección permite una homogeneidad de la temperatura del agua durante su refrigeración, evitando el rápido surgimiento de las finas capas aislantes de hielo.

Como el agua caliente evapora más fácilmente que el agua a la temperatura ambiente, se cree que después de puestas en el refrigerador para congelar, el agua caliente estaría en vantaje, ya que su masa se reduciría levemente, mientras su temperatura disminuiría más rápidamente. Es decir, esa evaporación superficial contribuiría para el eficiente cambio de calor y reducción de la masa de agua a congelar. Sin embargo, esa pérdida de masa no es tan significativa y mismo en experimento con recipientes cerrados se constató el efecto.

Es sabido que en el agua hay la presencia de gases disueltos, como: el gas oxígeno, el dióxido de carbono, y otras impurezas. Cuanto mayor es la cantidad de esos gases disueltos, menor será la temperatura a alcanzar para que ocurra la solidificación del agua, es decir, los gases disueltos dificultan que el agua alcance el punto de fusión.

El agua que es previamente calentada expulsa parcialmente los gases que contiene, ya que la solubilidad de ellos es menor a elevadas temperaturas, y cuando esta misma agua empieza a enfriar, ella tendrá menos gases disueltos que el agua que no fue calentada y así su punto de fusión será aumentado y ella congelará en primer lugar.

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