{"id":5441,"date":"2026-07-13T07:46:05","date_gmt":"2026-07-13T05:46:05","guid":{"rendered":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/?p=5441"},"modified":"2026-08-16T22:23:11","modified_gmt":"2026-08-16T20:23:11","slug":"la-perseverancia-tiene-premio-el-efecto-mpemba","status":"publish","type":"post","link":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/2026\/07\/13\/la-perseverancia-tiene-premio-el-efecto-mpemba\/","title":{"rendered":"La perseverancia tiene premio: el efecto Mpemba"},"content":{"rendered":"\n

Autor: Adolfo V\u00e1zquez Quesada<\/a>.<\/p>\n\n\n\n

Supongamos que tenemos dos recipientes de agua, A y B, id\u00e9nticos en todo salvo en que est\u00e1n a temperaturas diferentes: el vaso A est\u00e1 a temperatura ambiente mientras que el vaso B est\u00e1 muy caliente, a temperatura casi de ebullici\u00f3n. Nuestra intuici\u00f3n nos dice que si metemos ambos vasos en el congelador, el vaso B tardar\u00e1 m\u00e1s en congelarse, pues est\u00e1 inicialmente m\u00e1s caliente. La ley del enfriamiento de Newton coincide con nuestra intuici\u00f3n. Seg\u00fan esta ley, la p\u00e9rdida de calor de un cuerpo que se encuentra en un medio m\u00e1s fr\u00edo, es proporcional a la diferencia de temperaturas entre el cuerpo y el medio. No es complicado demostrar que, siguiendo esta ley, la evoluci\u00f3n de la temperatura de un cuerpo inicialmente a temperatura $T_0$ inmerso en un medio a temperatura $T_m$ evoluciona seg\u00fan la siguiente ecuaci\u00f3n
\\begin{eqnarray}
T(t) = T_m + (T_0 – T_m)e^{-rt},
\\end{eqnarray}
donde $r$ es la constante de proporcionalidad entre el calor perdido y la diferencia de temperaturas. Vemos que si $t=0$, la temperatura del cuerpo es $T_0$, mientras que en el l\u00edmite $t\\rightarrow\\infty$, la temperatura del cuerpo es $T_m$. Es decir, esta ecuaci\u00f3n representa un deca\u00edmiento exponencial de la temperatura del cuerpo desde $T_0$ hasta $T_m$, y nos indica que tardar\u00e1 m\u00e1s en llegar a la temperatura $T_m$ cuanto mayor sea la diferencia $T_0-T_m$, como se muestra en la siguiente gr\u00e1fica para tres casos concretos:<\/p>\n\n\n\n

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Deca\u00edmiento de la temperatura de cuerpos inicialmente a $90\\ \\text{C}$, $60\\ \\text{C}$ y $30\\ \\text{C}$ hacia la temperatura del medio $T=-20\\ \\text{C}$ seg\u00fan la ley de enfriamiento de Newton utilizando una constante de proporcionalidad $r = 1\\ \\text{h}^{-1}$. Seg\u00fan esta ley, el cuerpo con temperatura inicial m\u00e1s baja llega a la temperatura de $0\\ \\text{C}$ antes que los dem\u00e1s.
<\/figcaption><\/figure>\n\n\n\n

As\u00ed pues, en el caso que plante\u00e1bamos inicialmente, deber\u00edamos esperar que el vaso A (a temperatura ambiente), llegue antes a los cero grados, y por lo tanto, tambi\u00e9n se congele antes que el vaso B (a temperatura de casi ebullici\u00f3n).<\/p>\n\n\n\n

A pesar de nuestra intuici\u00f3n y de todas estas explicaciones, no es esta la conclusi\u00f3n a la que lleg\u00f3 en 1963 Erasto B. Mpemba, ni\u00f1o tanzano que en aquel entonces ten\u00eda 13 a\u00f1os. En la escuela de secundaria a la que asist\u00eda, los ni\u00f1os sol\u00edan hacer helado. Para ello, herv\u00edan leche, la mezclaban con az\u00facar y esperaban a que se enfriara para meterla en el congelador sin estropearlo. Tras un rato, pod\u00edan disfrutar de un refrescante helado. Pero eran muchos los ni\u00f1os que se hac\u00edan helados, y poco el espacio en el congelador. Por eso, cuando un ni\u00f1o vio que el bueno de Erasto estaba hirviendo leche para hacerse el helado, para no quedarse sin espacio, mezcl\u00f3 a toda prisa su leche con el az\u00facar sin llegar a hervirla, y la meti\u00f3 directamente a congelar. Por su parte, al ver esto Erasto, para evitar que alguien m\u00e1s se le adelantara otra vez, puso r\u00e1pidamente az\u00facar a la leche que acababa de hervir y la meti\u00f3 en el congelador sin esperar a que se enfriara. Las prisas les llevaron a ambos a saltarse las reglas: el primero seguramente estaba jugando con la seguridad alimentaria, mientras que el segundo se arriesgaba a estropear el congelador. Cuando tras un rato volvieron, el helado de Erasto estaba ya congelado, mientras que el del otro ni\u00f1o era a\u00fan l\u00edquido. Esta experiencia claramente sorprendi\u00f3 a Erasto, porque \u00e9l mismo cuenta que le pregunt\u00f3 despu\u00e9s a su profesor de f\u00edsica que por qu\u00e9 se hab\u00eda congelado antes el l\u00edquido m\u00e1s caliente. El profesor le respondi\u00f3: \u00abTe has confundido. Eso no puede ser\u00bb.<\/p>\n\n\n\n

La experiencia se le debi\u00f3 de quedar grabada a Erasto, porque en sus siguientes vacaciones aprovech\u00f3 para preguntarle sobre estos hechos a un amigo suyo que trabajaba como cocinero y sol\u00eda hacer helados. Este le confirm\u00f3 que met\u00eda la leche caliente al congelador para tardar menos. Otro chico que vend\u00eda helados tambi\u00e9n le dijo lo mismo.<\/p>\n\n\n\n

Cuando m\u00e1s adelante entr\u00f3 al instituto, en el primer tema de la asignatura de f\u00edsica estudiaban el calor, y explicaron la ley de enfriamiento de Newton de la que habl\u00e1bamos al principio. Erasto aprovech\u00f3 para preguntar a su profesor: \u00abPor favor, se\u00f1or, \u00bfpor qu\u00e9 cu\u00e1ndo se meten leche caliente y leche fr\u00eda en el congelador al mismo tiempo, la leche caliente se congela antes?\u00bb. El profesor le dijo que eso no pod\u00eda ser, a lo que Erasto respondi\u00f3 que era verdad, pues \u00e9l mismo lo hab\u00eda hecho. Tras un rato de discusi\u00f3n, la respuesta final del profesor fue: \u00abBueno, todo lo que puedo decir es que eso es la f\u00edsica de Mpemba, no la f\u00edsica universal\u00bb. El profesor se debi\u00f3 de sentir muy ocurrente, porque cada vez que Erasto comet\u00eda alg\u00fan error en los c\u00e1lculos dec\u00eda \u00abEso son matem\u00e1ticas de Mpemba\u00bb. Como no pod\u00eda ser de otra manera, el resto de la clase sigui\u00f3 el ejemplo del profesor y cada vez que el pobre Erasto se equivocaba en algo, a\u00f1ad\u00edan la coletilla \u00ab\u2026 de Mpemba\u00bb a la materia que fuera. Un d\u00eda que Erasto encontr\u00f3 el laboratorio de biolog\u00eda del instituto abierto, se col\u00f3 e hizo el experimento con dos recipientes de $50\\ \\text{cm}^3$, llenos esta vez de agua, comprobando que el fen\u00f3meno segu\u00eda d\u00e1ndose (qui\u00e9n no dudar\u00eda a esas alturas).<\/p>\n\n\n\n

Un d\u00eda, tuvieron una visita especial. Un profesor de la universidad, Denis G. Osborne, fue invitado al instituto a hablar sobre f\u00edsica. Tras una larga charla, los estudiantes hicieron preguntas de todo tipo. Otro ni\u00f1o, ante el episodio de bullying descrito antes, se hubiera arrugado y no hubiera preguntado nada. Pero Erasto no se call\u00f3 e hizo su pregunta: \u00abSi pones dos recipientes con vol\u00famenes iguales de agua, uno a 35 \u00baC y otro a 100 \u00baC en el congelador, el recipiente que estaba inicialmente a 100 \u00baC se congela antes. \u00bfPor qu\u00e9?\u00bb El profesor pens\u00f3 que el ni\u00f1o estaba equivocado, pero el deseo de fomentar un esp\u00edritu cr\u00edtico entre los alumnos le hizo preguntarle a Erasto si eso que contaba era verdad y si lo hab\u00eda hecho personalmente, a lo que este respondi\u00f3 afirmativamente. El profesor le prometi\u00f3 que har\u00eda el experimento cuando volviera a su universidad y anim\u00f3 al propio Erasto a hacerlo tambi\u00e9n de nuevo.<\/p>\n\n\n\n

Algunos compa\u00f1eros de Erasto le acusaron de avergonzarles con preguntas tan inapropiadas al doctor Osborne. Erasto volvi\u00f3 a hacer el experimento en la cocina del instituto, primero \u00e9l solo para asegurarse de que no fallaba, y luego con tres de los ni\u00f1os que le hab\u00edan despreciado. Estos, al ver que lo que supuestamente era imposible ocurr\u00eda, se rieron y extendieron la noticia entre sus compa\u00f1eros. Finalmente el propio profesor del instituto hizo tambi\u00e9n el experimento, encontrando que Erasto ten\u00eda raz\u00f3n.<\/p>\n\n\n\n

Por su parte, el Dr Osborne pidi\u00f3 a un t\u00e9cnico de laboratorio que comprobara el experimento. El t\u00e9cnico report\u00f3 que el agua que hab\u00eda empezado m\u00e1s caliente se hab\u00eda congelado antes, pero con un esp\u00edritu complaciente aunque poco cient\u00edfico, le dijo al Dr. Osborne: \u00abPero seguiremos repitiendo el experimento hasta que salga el resultado correcto\u00bb. Los siguientes tests tambi\u00e9n dieron la raz\u00f3n a Erasto.<\/p>\n\n\n

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Erasto B. Mpemba (izquierda) y Denis G. Osborne (derecha) unos cuantos a\u00f1os despu\u00e9s.
Fuente: Ben Gurr \/ The Times.<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

Erasto Mpemba y Denis G. Osborne escribieron un art\u00edculo mostrando su descubrimiento [1]. Merece la pena echarle un vistazo: la primera secci\u00f3n es la explicaci\u00f3n de un muy joven Erasto Mpemba relatando su propia experiencia. Para que nos hagamos una idea, empieza como sigue:\u00bbMy name is Erasto B Mpemba, and I am going to tell you about my discovery, which was due to misusing a refrigerator\u00bb. Desde entonces, a este fen\u00f3meno se le llama Efecto Mpemba.<\/p>\n\n\n\n

En realidad, el Efecto Mpemba no fue descubierto por primera vez por Erasto. Ya hab\u00eda sido observado antes por varias personas relevantes: Arist\u00f3teles, Francis Bacon, Descartes y Joseph Black y, como bien sabemos, tambi\u00e9n por muchos fabricantes de helados en Tanzania y seguramente tambi\u00e9n en otros sitios. Pero todas esas observaciones, aunque valiosas, no eran estudios experimentales modernos dados a conocer de manera formal a la comunidad cient\u00edfica. De ah\u00ed que el trabajo de Erasto Mpemba y Denis G. Osborne sea importante.<\/p>\n\n\n\n

En la siguiente figura, se ve la gr\u00e1fica m\u00e1s relevante del art\u00edculo, en la que se ha dibujado el tiempo en que empiezan a congelarse recipientes de agua id\u00e9nticos frente a sus temperaturas iniciales. Los datos de los experimentos se han dibujado con cruces.<\/p>\n\n\n

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Tiempo que tarda el agua en empezar a congelarse frente a la temperatura inicial del agua. Figura de [1].<\/figcaption><\/figure>\n<\/div>\n\n\n

A menudo se cita como un fen\u00f3meno relacionado con el efecto Mpemba al caso en el que en un ambiente muy fr\u00edo, por debajo de los $-20\\ \\text{C}$, se echa al aire agua muy caliente, congel\u00e1ndose esta al instante. Si se hace el mismo experimento pero con agua fr\u00eda, gran parte de ella cae l\u00edquida al suelo. Este fen\u00f3meno de congelaci\u00f3n del agua caliente en el aire da lugar a im\u00e1genes espectaculares como la que encabeza este art\u00edculo. A\u00fan as\u00ed, no est\u00e1 claro que sea el mismo mecanismo que opera en el experimento que hicieron Mpemba y Osborne. De hecho, hoy en d\u00eda, aunque se han aventurado algunas hip\u00f3tesis, no hay un consenso claro sobre por qu\u00e9 se da este fen\u00f3meno.<\/p>\n\n\n\n

Una de las hip\u00f3tesis que ya planteaban Mpemba y Osborne en su art\u00edculo es la de que en el caso del agua caliente se generan corrientes de convecci\u00f3n que redistribuyen el calor de forma m\u00e1s eficiente. En concreto, hablan de que las corrientes de convecci\u00f3n transportan continuamente calor desde el interior del l\u00edquido hacia la superficie, aumentando la transferencia de calor hacia el exterior y permitiendo un enfriamiento m\u00e1s r\u00e1pido. Algunos autores incluso sugieren que la convecci\u00f3n natural en agua caliente puede volverse turbulenta aumentando significativamente la transferencia de calor y enfriando el l\u00edquido m\u00e1s r\u00e1pido [2].<\/p>\n\n\n\n

Otra hip\u00f3tesis se basa en que la evaporaci\u00f3n es un factor favorable a observar el efecto Mpemba. A temperaturas m\u00e1s altas, la evaporaci\u00f3n es m\u00e1s intensa, lo que causa una p\u00e9rdida de masa. Al haber menos masa que enfriar, esta se congela antes [3]. Adem\u00e1s, el calor latente de vaporizaci\u00f3n tambi\u00e9n quitar\u00eda energ\u00eda a la masa que queda de l\u00edquido. Aunque este mecanismo es muy plausible, el efecto Mpemba tambi\u00e9n se ha observado en casos en los que la evaporaci\u00f3n est\u00e1 limitada, como por ejemplo cuando se tapa la muestra.<\/p>\n\n\n\n

Una tercera hip\u00f3tesis plantea que en el caso del agua caliente hay menos gases disueltos, lo que hace que las propiedades fisicoqu\u00edmicas var\u00eden. Este cambio de composici\u00f3n del l\u00edquido puede favorecer una congelaci\u00f3n m\u00e1s r\u00e1pida [4].<\/p>\n\n\n\n

Por \u00faltimo, la otra hip\u00f3tesis que se suele considerar es que el efecto Mpemba aparezca como un efecto de superenfr\u00edamiento. No se tratar\u00eda de que el agua caliente se enfr\u00ede m\u00e1s r\u00e1pidamente que el agua fr\u00eda, sino de que el agua fr\u00eda puede alcanzar temperaturas inferiores a $0\\ \\text{C}$ sin llegar a formar cristales de hielo, fen\u00f3meno conocido como superenfriamiento. Eso har\u00eda que el agua inicialmente fr\u00eda tardara m\u00e1s en congelarse que la inicialmente caliente, pese a estar a temperaturas menores [5,6].<\/p>\n\n\n\n

Como vemos, a la explicaci\u00f3n del efecto Mpemba no le faltan hip\u00f3tesis, e incluso hay algunas m\u00e1s que no hemos nombrado. Se ha comprobado que en alg\u00fan r\u00e9gimen todas estas hip\u00f3tesis favorecen el efecto Mpemba, pero ninguno de estos mecanismos explica el efecto Mpemba por s\u00ed solo en todos los casos en los que se ha observado. Por eso, actualmente se cree que el efecto Mpemba se da como una combinaci\u00f3n de varios de los fen\u00f3menos explicados.<\/p>\n\n\n\n

De hecho, actualmente el t\u00e9rmino \u00abefecto Mpemba\u00bb no se limita solo al caso que hemos explicado, sino que se ha generalizado su significado, refiri\u00e9ndose de manera m\u00e1s general a los casos en los que un sistema que empieza m\u00e1s lejos del equilibrio puede, en determinadas condiciones, alcanzar el equilibrio antes que otro que empieza m\u00e1s cerca.<\/p>\n\n\n\n

En cuanto a Erasto B Mpemba, no lleg\u00f3 a ser m\u00e9dico, que era lo que \u00e9l deseaba, debido a la falta de recursos econ\u00f3micos. Pero fue becado para hacer estudios sobre la vida salvaje en el College of African Wildlife Management, en Tanzania, completando luego sus estudios en Australia y en los Estados Unidos.<\/p>\n\n\n\n

Autor: Adolfo V\u00e1zquez Quesada<\/a>.
Adolfo V\u00e1zquez Quesada<\/a> es profesor del Departamento de F\u00edsica Fundamental de la UNED.<\/p>\n\n\n\n

Referencias:<\/p>\n\n\n\n

[1] Mpemba, E. B., & Osborne, D. G. (1969). Cool?. Physics Education, 4(3), 172-175.<\/p>\n\n\n\n

[2] Maciejewski, P. K. (1996). Evidence of a convective instability allowing warm water to freeze in less time than cold water.<\/p>\n\n\n\n

[3] Kell, G. S. (1969). The freezing of hot and cold water. American Journal of Physics<\/em>, 37<\/em>(5), 564-565.<\/p>\n\n\n\n

[4] Wojciechowski, B., Owczarek, I., & Bednarz, G. (1988). Freezing of aqueous solutions containing gases. Crystal Research and Technology<\/em>, 23<\/em>(7), 843-848.<\/p>\n\n\n\n

[5] Auerbach, D. (1995). Supercooling and the Mpemba effect: When hot water freezes quicker than cold. American Journal of Physics<\/em>, 63<\/em>(10), 882-885.<\/p>\n\n\n\n

[6] Brownridge, J. D. (2011). When does hot water freeze faster then cold water? A search for the Mpemba effect. American Journal of Physics<\/em>, 79<\/em>(1), 78-84.<\/p>\n\n\n\n

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Autor: Adolfo V\u00e1zquez Quesada. Supongamos que tenemos dos recipientes de agua, A y B, id\u00e9nticos en todo salvo en que est\u00e1n a temperaturas diferentes: el vaso A est\u00e1 a temperatura ambiente mientras que el vaso B est\u00e1 muy caliente, a Seguir leyendo →<\/a><\/p>\n","protected":false},"author":1,"featured_media":5401,"comment_status":"open","ping_status":"open","sticky":false,"template":"","format":"standard","meta":{"footnotes":""},"categories":[71],"tags":[59,107,129,123],"class_list":["post-5441","post","type-post","status-publish","format-standard","has-post-thumbnail","hentry","category-blog-uned-es","tag-curiosidades","tag-fisica-de-fluidos","tag-fisica-experimental","tag-termodinamica"],"_links":{"self":[{"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5441","targetHints":{"allow":["GET"]}}],"collection":[{"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/posts"}],"about":[{"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/types\/post"}],"author":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/users\/1"}],"replies":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/comments?post=5441"}],"version-history":[{"count":3,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5441\/revisions"}],"predecessor-version":[{"id":5499,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/posts\/5441\/revisions\/5499"}],"wp:featuredmedia":[{"embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/media\/5401"}],"wp:attachment":[{"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/media?parent=5441"}],"wp:term":[{"taxonomy":"category","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/categories?post=5441"},{"taxonomy":"post_tag","embeddable":true,"href":"https:\/\/blogs.uned.es\/hablandodefisicauned\/wp-json\/wp\/v2\/tags?post=5441"}],"curies":[{"name":"wp","href":"https:\/\/api.w.org\/{rel}","templated":true}]}}