Intuición_Tiana

Un temita de equilibrio

Hay pocas cosas que hayan hecho más daño a la humanidad que el sentido común. El sentido común que nos aseguraba que la Tierra era plana, es el mismo que, hoy, nos convence de que las manzanas siempre se van a caer del árbol. Esa sensación constante de saber que tenés la posta. Porque el hombre siempre tiene la posta. Lo que conocemos es la verdad de la milanesa. De todas las milanesas. De la milanesa del pasado, de la del presente y de la del futuro, como nos enseñó Dickens en ‘Cuento de Navidad y la Milanesa’.

Cuestión que ese mismo sentido común a veces se tropieza. Se tropieza de manera furtiva, mirando alrededor a ver si alguien lo vio, se acomoda el saco y la corbata, para confirmar que sigue proyectando seriedad y solvencia. El tema es que cuando el sentido común mete los pies tan fuerte en el barro, no puede disimular la mancha; tiene la mala suerte de llevar pantalón claro.

Erasto Mpemba estaba cursando todavía el secundario en Tanzania (porque si vamos a estrolar el sentido común, lo vamos a hacer en el duodeno del Mundo) cuando un día, haciendo helado en la clase de cocina, descubrió que la mezcla tibia se congelaba antes que la mezcla fría. Habiendo desayunado esta baldosa floja, el sentido común, otra vez, se acomodó rapidito la camisa y quiso seguir, pero Mpemba insistió. Aprovechó una clase abierta de física que daba el Dr. Denis G. Osborn para presentarle un experimento: Erasto le dijo que si vertía agua a 35ºC en una tacita, agua hirviendo en otra y las ponía en el freezer, el agua que había sido puesta a enfriar cuando estaba hirviendo se congelaba primero.

¿?

Parece que Osborn era de esa gente que se ríe con malicia cuando otros se tropiezan en la calle, así que decidió explorar ese traspié del sentido común. Armó el experimento usando agua a 25ºC y 95ºC (para minimizar la evaporación y evitar esa variable) y ganó las elecciones. El resultado le dio la razón a Mpemba y el resbalón del sentido común no era un defecto del suelo, sino más bien un temita de equilibrio.

La Paradoja Mpemba intentó ser explicada de muchísimas maneras incluyendo convección, evaporación, aislamiento por generación de una capa superior de hielo, superenfriamiento, presencia de solutos y conductividad térmica, pero nada. No saber el por qué irritó a tantos científicos que, en 2012, la Real Academia de Química decidió que la solución era un concursoEn el mismo, un montón de físicos, químicos y heladeros trataron de darle agarre a las ojotas sobre esa baldosa lisa del sentido común, pero nada. Nada de nada.

La frustración se acomodó hasta que vino Xi Zhang Yongli Huang y decidió mirar el agua. Mirarla sola. Mirar la forma en la que cada molécula se relaciona con la de al lado. Cosa bastante particular en el agua, ya que ésta forma estructuras llamadas ‘puentes de Hidrógeno’ y, a su vez, esos puentes relacionan el hidrógeno de una molécula de agua con el oxígeno de la que tiene más cerquita. Cuando el agua se calienta, la energía que le entregamos tiene que ir hacia algún lado, porque la Termodinámica es tirana y tiene leyes estrictas. Si se le entrega energía al agua, esa energía a algún lado tiene que ir, porque desaparecer, no va a desaparecer. Una buena forma de guardarla es en los enlaces que hay adentro de las moléculas, y entre las moléculas. En el caso del agua, la energía se acomoda, en gran medida, en el enlace entre moléculas. Al mismo tiempo, esa energía las presiona, acercando los hidrógenos de cada agüita a su propio oxígeno.

Por otro lado está el hielo, que no deja de ser agua muy, muy ordenada y con los hidrógenos de cada molécula pegados a sus respectivos oxígenos. Es exactamente ahí donde los porteros del mundo baldean todo lo que toca la luz, Simba, y el sentido común se rinde ante algo que no esperaba: el agua a punto de hervir se enfría más rápido que el agua fría. El calor estiró un elástico que ahora vuelve rápido a su temperatura inicial, pero se pasa de largo perdiendo calor mucho más ágilmente.

La Paradoja Mpemba no hace más que mostrarnos que el cliché de tu tía Marta, ‘¿vos sos tonto? ¡Es puro sentido común!’, en una de esas, sea sólo cuestión de tiempo, de fe o hasta de exceso de confianza.

Tal vez podríamos cambiarle el nombre por Sentido De Lo Esperable Dada la Experiencia Pero No Necesariamente Sustentado Por El Método Científico, o SDLEDLEPENNSPEC, para los íntimos.


 

Mpemba, Erasto B.; Osborne, Denis G. (1969). “Cool?”. Physics Education (Institute of Physics) 4 (3): 172–175. Bibcode:1969PhyEd…4..172M.doi:10.1088/0031-9120/4/3/312.http://arxiv.org/abs/1310.6514
http://www.rsc.org/mpemba-competition/
http://i.dailymail.co.uk/i/pix/2013/11/01/article-2483383-192104D300000578-349_634x570.jpg



Hay 47 comentarios

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  1. Damian

    Podemos probar esto con nuestros freezers? No los hacemos trabajar más de la cuenta si ponemos algo caliente? Quiero probar pero no quiero quedarme sin heladera

    • Pablo A. González

      Te puedo decir que nosotros lo probamos y funcionó. Fue todo muy raro. Lo genial sería que lo probemos todos los que podamos y que, de esa repetición, salga una estadística posta. Es re importante que los dos vasitos tengan la misma cantidad de agua, que los recipientes sean iguales y que no se evapore mucho, así que agua a temperatura ambiente y agua hirviendo que dejaste enfriar un ratito sería lo mejor. Contanos como fue. DISCLAIMER: Nosotros somos 3 adultos aniñados que hacemos experimentos hace años. Si sos un adulto aniñado, adelante, si sos un niño, pedí permiso.

  2. Fernando

    En siberia, donde la temperatura en algunos lados llega a 60 bajo cero, tiran agua hirviendo al aire y se congela. Por algo el experimento lo hacen con agua hirviendo y no fria no?

    Videos en U-TUV

  3. Fede López

    Y alreve funciona? Digo, si necesito calentar agua es más rápido con agua bien fría?

    Saludos a todos los que me conocen.

  4. Genaro

    Hablando del tema, tengo entendido que los cubitos de hielo que nos ponen en nuestros vasos macdonianos están congelados partiendo de agua hirviendo….es por eso que tienen esa claridad perfecta similar al vidrio….será verdad???………..creo que fui 456 veces y una sola vez le quite la tapita plastica al vaso….y CHAN!

    • Erica

      Las máquinas de hielo y gaseosa de las cadenas yanquis tienen máquinas de ósmosis inversa para filtrar el agua. Asi que es lo más pura que puede ser, y se congela así de cristalina. En casa, a falta de ósmosis, podemos usar agua que haya pasado por la pava (por ej, la que sobró del mate) para poner en la cubetera. No va a ser igual que la de McDonalds, pero al haberse liberado parte del aire disuelto, los cubitos quedan mucho mas transparentes que con agua directa de la canilla :)

        • Erica

          Otra: para los amantes del whisky, se vende agua embotellada marca “William Wallace” para hacer cubitos que no alteren las propiedades de la bebida. Esa también es agua de ósmosis (por si alguien quiere probar). Ojo que NO ES lo mismo que el agua destilada, aunque calculo que el resultado al congelarla debería ser visualmente similar.

    • Lautaro

      Hay un documental de un tipo que hace esculturas de hielo y tiene una máquina que congela de abajo hacia arriba para que se le vaya el aire y quede buen cristalino… Busquenlon

    • Luciano

      Eso, por lo que tengo entendido, tiene que ver con la cantidad de gases (por no mencionar al aire y que se pongan celosos los demás) que están disueltos en el agua a temperatura ambiente… al hervirlos la solubilidad de gases en líquidos baja drasticamente y además de perder agua en forma de vapor, perdés el resto de gases.. De hecho muchas veces si le medis el pH al agua destilada en laboratorio (para alguna experiencia escolar o universitaria) vas a ver que no tiene pH neutro (7) sino que es levemente ácida por la presencia del dióxido de carbono que se disolvió del aire y que ahora está en el agua en forma de ácido carbónico.

      Moraleja 1: no dejes ninguna gaseosa abierta, y si la dejas abierta mantenela fria.
      Moraleja 2: si la gaseosa es coca y esta mezclada con fernet, mejor mucho hielo y asegurarte (de paso mientras más hielo menos se diluye)
      Moraleja 3: el que no hace palmas se deja, se deja.

    • Pablo A. González

      Muchas gracias, Mario. Tu comentario es un gran ejemplo de que la evolución puede ser encontrada en todos lados y que gritarle a la televisión no fue un último paso sino más bien un trampolín hacia eventos comunicacionales más refinados.

      • Mario

        Reirse con un comentario y no tomarse demasiado en serio es tener sentido comun, responder como el gordo de la tienda de historietas de los simpsons, es no tenerlo.
        Saludos y apartame el numero del hombre radioactivo de abril!

  5. Laura

    Más allá de que lo que escribís es interesantisimo y lo haces de una forma muy llevadera y divertida, transmitís ganas de seguir aprendiendo y eso es un montón. Aplausos.

  6. Mario

    publicas solo los comentarios que te alaban?, buenismo, ademas de comentar como el gordo de la tienda de historietas sos un maricon, bueno, como casi todos los biologos.

  7. Alejandro

    Y qué sucede con los alimentos cuando están muy calientes? Se congelan también más rápido? Dependen del agua que tengan en su estructura? Gracias
    Muy buena la página

    • Romi

      Solo puedo decir que congelar rápido sería conveniente, no hay mucha agua que migra para recristalizar en estructuras más grandes y se obtienen cristales chicos, redondeados e intracelulares. Ergo, carne con menos exudado, menos dura y con el tejido mejor conservado.

  8. Mandi

    Buenísimo el artículo, como siempre. Estaba pensando, es por esto que cuando hacemos gelatina hay que poner agua hirviendo y después a la heladera?

  9. ianina

    Me resultó muy entretenido el artículo, y también sorprendente.
    Después de 11 años de pertenecer a exactas (adivine cómo, y no es recursando sin parar) es la primera vez que “escucho” (leo) sobre el tema, y me fascinó. Tanto que me puse a buscar, y luego de leer el paper que resuelve el asunto me sigue titilando la frase en negrita: “el agua a punto de hervir se parece más al hielo que el agua fría”. ¿A partir de qué observación podemos afirmar esto? Veo la tabla, veo las distancias entre H-O y H:O a diferentes T, y sigo pensando que no se parecen en nada, pero que locamente la energía se libera más rápido cuando el agua venía calentita (con los enlaces más suaves) que en el caso contrario.
    Confieso que la termodinámica, cuando se agarra a palos con la cinética, suele generarme unos duendes internos que me obligan a ir a preparar un mate y cambiar de tema, pero siempre vuelvo y sigo indagando aunque mi yo de los 15 me recuerde que seguro no logre entenderlo.
    ¿Me ayudan a retar a mi yo de los 15, por favor?

    Gracias de antemano :)

      • ianina

        No sé si la respuesta es otra pregunta, o una no-respuesta. En todo caso, ni la de los quince ni la de ahora (que tiene el doble de años) somos fáciles de convencer, incluso con lo que se supone que “sabemos más que nadie”, premisa que leí por ahí acerca del doctorado. El punto es que ella era más pesimista aun. Se puede, sí. Y quería retarla habiendo, por fin, entendido.
        Por esto es que apunto a que si no representa un “uf, pasaron 6 meses, no me acuerdo de la p* tabla”, me cuenten el origen de esa frase. No es mi intención decir que esa afirmación es incorrecta, es que simplemente no la comprendo, y quisiera.

        Disfruto mucho del blog, así que gracias por eso. Posta.

        • Pablo A. González

          No pensé que fuese pregunta pregunta y soy de los boludos que responden las retóricas. Donde dice ‘se parece más’, me refiero a la forma en la que se comprimen los enlaces intramoleculares respecto de los inter, y uno tiende a relacionar calor con relajación, y ya.
          Re debería decir que la relación entre el enlace del hidrógeno intermolecular y la intramolecular se produce de manera anómala y que la molécula pierde energía más rápido por el efecto de memoria, y que esa pérdida de energía es en tiempo menor debido a esa tensión acumulada que termina en que se libere más rápido, pero la verdad me pareció que se escapaba a los objetivos de este post en particular, que pasaba más por el hecho de encontrar fenómenos antiintuitivos. De todas maneras, siempre está buenísimo que alguien nos empuje en términos de calidad de contenidos, así que gracias.
          No tengo idea de si eso responde tu pregunta.

  10. Liza

    Muy interesante. No pude escucharlo completo en la radio y lo vine a buscar acá. Como buena ingeniera, repasé el resumen del paper y ya estoy ajustando la T para que salga más rápido el hielo para el fernucho del viernes ;-)
    Sigan así…
    P.D.: No importa si no me fijé el nombre más arriba. Cuando a mitad del texto ya aparecieron al menos dos “RE”, “RECONTRA” y “REQUETE”, ya se que son de Pablo. (porque “BOCHA”, les gusta a los 3). Aunque en este brillaron por su ausencia…you win this time! ¬¬

  11. Mario

    A mi me ha pasado que para descongelar hielos para despegarlos de las cubeteras (o cubiteras, por las dudas(?)) noto un resultado más rápido con agua fría que con agua caliente, tendrá algo que ver?

  12. Lila

    ¿Cuánto más rápido se enfría el agua caliente?
    Al tiempo del proceso de enfriamiento del agua a punto de hervir, hay que sumarle el tiempo que tarda el agua en llegar a ese punto. Salvo que se tome de un geiser o de la pile termal, mi sentido común para hacer hielo se sigue embarrando.

    • Pablo A. González

      Es una muy buena pregunta. Yo usualmente uso la canilla de la caliente y ya. Podríamos encarar un estudio sistemático, pero el objetivo de la nota tenía más que ver con las sorpresas que nos podemos llevar por asumir que con la generación de una estrategia optimizada en términos de tiempo para la solidificación de agua. Agreguémosle a esto que vamos a tener que gastar energía en calentar el agua y que esa misma energía, si bien va a escaparse más rápido del agua, va a ir al resto del freezer y va a requerir más energía para que este opere, así que, sí, cosas.

      Agrego un detalle: lo intentamos en casa de los pibes con agua del mate vs agua fría de la canilla y funciona perfecto, pero tiene que haber un punto de quiebre que tenga en cuenta todos los procesos involucrados.


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