One winter evening you open the freezer, slide in two trays of water side by side, and shut the door with that soft rubbery thud. One tray is hot, steaming slightly as it fogs the cold air, the other perfectly cool from the tap. You come back later, expecting the cool one to be icy first. That’s how the world works, right? Cold things freeze first. Except… sometimes they don’t. Sometimes the tray that went in hot turns to ice more quickly, as if physics decided to play a joke on you. You stare at it, touch the frosty surface, and feel that tiny spark of annoyance: this makes no sense. Or at least, it looks like it doesn’t. And once you’ve seen it, you can’t quite let it go.
El colegial que le dijo a su profesor que el universo estaba equivocado
La historia empieza en 1963, en la cocina de una escuela en Tanzania. Un adolescente llamado Erasto Mpemba estaba haciendo helado en una clase de economía doméstica, de esas en las que escuchas a medias y a medias sueñas despierto con cualquier otra cosa. La receta decía que debías esperar a que la mezcla de leche hervida se enfriara antes de meterla en el congelador. Mpemba tenía prisa. Así que metió la mezcla caliente directamente, probablemente con la esperanza de que el profesor no se diera cuenta.
Cuando volvió, algo no cuadraba. Su mezcla caliente se había congelado antes que las que se habían dejado enfriar como tocaba. Y no fue algo aislado; vio que ocurría más de una vez. Cuando le dijo a su profesor de física que el agua más caliente podía congelarse más rápido que el agua más fría, se rieron de él. Sus compañeros se burlaron. La física, pensaban, ya estaba resuelta. Un experimento de helado de un escolar no iba a reescribirla.
Años después, conoció a un físico visitante, Denis Osborne, y repitió su afirmación. En vez de reírse, Osborne lo comprobó. Con cuidado, metódicamente, con mediciones adecuadas en lugar del caos de una cocina escolar. Descubrió que, bajo ciertas condiciones, Mpemba tenía razón. El fenómeno recibió un nombre: el efecto Mpemba. Un chico al que le dijeron que estaba equivocado “según el libro” obligó al libro a admitir una pequeña y extraña excepción.
Hay algo profundamente satisfactorio en eso. La idea de que el universo tiene pequeñas rarezas testarudas que aparecen en lugares corrientes: un congelador, una cocina, una bola de helado medio derretida sobre una bandeja metálica.
Espera, ¿cómo es posible que el agua caliente se congele antes?
A nivel visceral, todo esto suena ridículo. El agua fría ya está “más cerca” de congelarse; el agua caliente tiene que enfriarse más. El sentido común dice que la fría debería ganar siempre. Si esto fuera una pregunta de examen, marcarías “el agua fría se congela más rápido” sin dudar y seguirías. Sin drama. Sin dudas.
Sin embargo, el mundo rara vez es tan limpio y lineal como los problemas de clase. Cuando el agua real se enfría, no se comporta como un termómetro ordenadito en un libro de texto. Se evapora, fluye, interactúa con el recipiente, con el aire y con las peculiaridades exactas de tu congelador. Todos esos pequeños efectos empiezan a importar. No reescriben las leyes de la termodinámica, pero sí retuercen el camino que recorre el agua hasta convertirse en hielo.
La sorprendente verdad es que la física nunca dijo que esto no pudiera pasar. Nuestra idea simplificada de que “lo caliente debe tardar más en volverse frío” se salta un montón de detalles complicados. En cuanto miras esos detalles, se abre la puerta a resultados extraños. No siempre, no en todas las condiciones, pero lo suficiente como para ser real. Lo suficiente como para desconcertar a gente brillante durante décadas.
Los trucos invisibles: evaporación, movimiento y memoria
Agua que se desvanece en el aire
La explicación más intuitiva también es la más simple: el agua caliente se evapora más. Imagina una taza humeante; esa neblina que se eleva son moléculas de agua que abandonan físicamente el líquido. Cuando se mete agua caliente en un congelador, parte de ella desaparece en forma de vapor, sobre todo al principio. Así que el recipiente caliente puede terminar con menos agua que congelar que el frío de al lado.
Menos agua significa menos masa que enfriar y congelar. Así que, aunque el agua caliente tenga más temperatura que perder, puede ganar la carrera simplemente porque queda menos que solidificar. Es como dos corredores que parten de puntos distintos en una pista, pero uno acaba esprintando una distancia más corta. El problema es que esa explicación no lo resuelve todo. En muchos experimentos se controlan y ajustan los volúmenes iniciales, y aun así el efecto a veces aparece.
Pequeñas corrientes y caos en remolino
Otra pieza del puzle está dentro del propio agua. El agua caliente se mueve. A medida que se enfría, el agua más templada sube y la más fría baja, creando corrientes de convección. Estos remolinos mezclan el líquido y reparten el calor de forma más uniforme. La superficie pierde calor hacia el aire frío, el agua de debajo la reemplaza, y el proceso sigue agitando el conjunto.
El agua fría hace esto de forma menos llamativa. Puede formar capas a distintas temperaturas que no se mezclan bien. Esa estratificación ralentiza la pérdida de calor porque solo la capa superior está en contacto real con el aire más frío. En algunas configuraciones, esto significa que el agua caliente puede desprenderse de calor más deprisa porque hace mejor trabajo presentando continuamente “agua caliente nueva” en la superficie para que se enfríe.
Es como remover una sopa para que se enfríe más rápido, sin llegar a coger la cuchara. El agua se remueve sola, y esa auto-agitación puede, bajo ciertas condiciones, permitir que la muestra más caliente adelante a la más fría en el camino hacia la congelación.
El extraño papel de los recipientes y el entorno
Nos encanta pensar que el agua es la protagonista de esta historia, pero el reparto secundario importa casi igual. El recipiente, la balda del congelador, el flujo de aire, incluso la escarcha en las paredes. Cuando se vierte agua caliente en un recipiente, el recipiente también se calienta. Si lo pones sobre una balda metálica del congelador, puede derretir momentáneamente una fina capa de escarcha debajo, creando un mejor contacto con la superficie fría.
Mejor contacto significa una transferencia de calor más eficiente. Una cubitera puede quedar apoyada sobre un “cojín” de escarcha que la aísla, mientras la otra reposa más directamente sobre el metal frío. En esas condiciones, el agua más caliente ha “hackeado” accidentalmente el sistema del congelador. El entorno se reorganiza ligeramente a su alrededor. La muestra más fría, que no perturbó su entorno, acaba enfriándose más despacio.
Seamos sinceros: nadie mide el grosor de la escarcha en las baldas del congelador antes de meter cubiteras. Cerramos la puerta de un portazo y esperamos que una física ordenada y predecible haga el resto. Sin embargo, estos detalles minúsculos y aburridos -el contacto con la balda, el flujo de aire, incluso abrir la puerta unos segundos- pueden importar lo suficiente como para inclinar la carrera.
Superenfriamiento: cuando el agua finge que aún no es hielo
Una de las partes más silenciosamente fascinantes de esta historia es algo llamado superenfriamiento. A veces el agua no se congela a 0 °C, incluso cuando técnicamente podría. En su lugar, se enfría por debajo de su punto de congelación y sigue líquida, como si ignorara las reglas, esperando el “disparador” adecuado -una impureza diminuta, un golpe, una mota de polvo- para convertirse de golpe en hielo.
El agua fría tiene más probabilidades de entrar en este estado superenfriado. El agua caliente, al haber sido hervida o calentada, a menudo ha perdido parte de los gases disueltos y su estructura se ha visto alterada. Eso puede cambiar cómo empiezan a formarse los primeros cristales de hielo. En algunos experimentos, la muestra que empezó más caliente comienza a congelarse a una temperatura ligeramente más alta, mientras que la más fría desciende más, quedándose en ese limbo de superenfriamiento.
Así puede darse este escenario extraño, casi poético: el agua que hizo todo “bien” y se mantuvo tranquila y fría es la que se retrasa a la hora de congelarse. La más inquieta, antes caliente, se asienta primero. El universo tiene gusto por la ironía cuando lo miras de cerca.
¿El agua “recuerda” haber estado caliente?
Llegados a este punto, puede que te tiente imaginar agua con memoria, aferrándose a algún eco de su calor anterior. Algunos científicos han hablado efectivamente de cambios estructurales en el agua -la forma en que los enlaces de hidrógeno se forman y se rompen entre moléculas- como parte del cuadro. Al calentar el agua, se alteran esas redes; al enfriarse, se vuelven a formar, pero quizá no exactamente del mismo modo que lo harían si el agua no se hubiera calentado nunca.
La idea no es que el agua se vuelva mágica o consciente, sino que su estructura microscópica tras haber sido calentada podría cambiar la facilidad con la que empiezan a crecer los cristales de hielo. Diferencias en gases disueltos, impurezas y minúsculos cúmulos de moléculas podrían desplazar las “condiciones iniciales” de la congelación. Es increíblemente difícil verlo de forma directa. Estás tratando con destellos transitorios de organización dentro de un vaso de agua aparentemente simple.
Los investigadores han discutido esto durante años. Algunos experimentos muestran efectos Mpemba claros; otros no. Cambian los montajes, cambian las definiciones, varían las condiciones. El efecto es real en el sentido de que se ha observado. Las razones están en una intersección desordenada entre la termodinámica, la dinámica de fluidos y la extraña vida social de las moléculas de agua.
Por qué tu congelador no siempre colabora
Todos hemos tenido ese momento en el que se te viene a la cabeza un dato científico y sientes el picor de comprobarlo. Puede que ahora te tiente: dos vasos, uno caliente, otro frío, al congelador, y a demostrar esto de una vez por todas. Lo más probable es que tus resultados sean… inconcluyentes. Quizá no pase nada especial. Quizá siga ganando el frío. Quizá todo parezca un sinsentido.
Eso se debe a que el efecto Mpemba no es un truco garantizado. Solo aparece bajo combinaciones concretas de condiciones: determinadas temperaturas, formas de recipiente, tipo de agua y peculiaridades del congelador. Cambias un poco el montaje y puede desaparecer. Los científicos odian esa clase de inconsistencia. Da malos gráficos, artículos desordenados y discusiones en congresos.
La verdad incómoda es que la naturaleza no nos debe claridad bajo demanda. Algunos fenómenos solo se revelan en los bordes, en esa zona torpe entre la teoría y el mundo real. El efecto Mpemba es una de esas cosas: no es un mito, no es una ley universal; es solo una arruga terca en la forma en que se comporta el agua los martes por la tarde bajo circunstancias muy específicas.
En qué están de acuerdo los físicos (y qué sigue escociendo)
La mayoría de los físicos hoy dirían que el efecto Mpemba es “plausible pero sensible”. A grandes rasgos, el panorama está razonablemente claro: la evaporación, la convección, las interacciones con el recipiente y el superenfriamiento desempeñan un papel. El reto es tejerlo todo en una teoría limpia y predictiva que puedas aplicar en cualquier parte. Esa teoría ordenada todavía no está completamente cerrada.
Grandes estudios y simulaciones por ordenador sugieren que las diferencias en cómo se mueve el agua y cómo pierde calor pueden permitir, matemáticamente, que una muestra más caliente adelante a una más fría en el camino hacia la congelación. Experimentos han capturado que eso ocurre. Al mismo tiempo, otras pruebas cuidadosas no han logrado reproducirlo de manera fiable. El efecto parece entrar y salir de la vista como algo que pillas por el rabillo del ojo.
Para muchos científicos, eso resulta ligeramente irritante. La física presume de reglas nítidas y universales. Cuando una sustancia doméstica tan simple como el agua se comporta de un modo desordenado y dependiente del contexto, le pincha un poco ese orgullo. Quizá sea bueno para nosotros. Quizá necesitemos esos recordatorios de que incluso en 2025 seguimos discutiendo sobre cómo se congela el agua.
Por qué este pequeño misterio toca una fibra
Parte de la razón por la que el efecto Mpemba cautivó a la gente es que se siente como una metáfora. Sobre el papel, el mundo es lógico, lineal, predecible. En la práctica, lo que empieza más caliente puede enfriarse más rápido. Quienes parecen ir por delante se quedan atrás; quienes empiezan con dificultades pueden dar un salto de repente. Nuestra intuición, como la física del colegio, suele ser demasiado pulcra para el desorden real de la realidad.
De pie frente a un congelador zumbante, mirando dos cubiteras de hielo, estás viendo algo más que agua congelada. Estás viendo cómo factores pequeños y ocultos pueden invertir un resultado. Un poco de escarcha aquí, un remolino de convección allá, un momento de superenfriamiento en algún punto profundo del centro. Desde fuera nada parece dramático. Y, sin embargo, el resultado es lo bastante sorprendente como para poner el nombre de un adolescente en los libros de física.
Y quizá esa sea la parte humana y silenciosa de esta historia. Un chico que se negó a soltar algo raro que vio en la cocina de su escuela. Un mundo que, con el tiempo, tuvo que admitir que no se lo estaba imaginando. La próxima vez que llenes una cubitera y oigas el leve crepitar del agua convirtiéndose en hielo, puede que sientas de nuevo ese pequeño picor de curiosidad… y te preguntes qué más, en tu vida y en el universo, no se comporta exactamente como te dijeron que debería hacerlo.
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