Consultorio CPI (I): Agua asesina

Hace un tiempo, desde CPI nos ofrecíamos para ayudar a nuestros lectores con dudas relacionadas con la ciencia y el uso que de ella hacen los timadores para engatusar incautos. Pues bien: Un primer lector (¡Gracias, Rubén!) ha pensado en nosotros y nos envía un correo que lleva un tiempo circulando por ahí (Nota: el texto del correo no está editado):

Testimonio: Agua en el Microondas

Uso del Microondas: Hace 5 días mi hijo de 26 años decidio tomarse una taza de cafe instantaneo. Puso a calentar en el horno de Microondas algo que habia hecho antes en varias ocasiones una taza conagua sola.
No se exactamente por cuanto tiempo lo programo, pero me dijo que queria que el agua hirviera. Cuando el tiempo se acabo, el horno se apago y mi hijo procedio a sacar la taza de microondas.
Mientras miraba la taza se dio cuenta que el agua no estaba hirviendo EN ESE MOMENTO, EL AGUA BROTO DIRECTAMENTE A SU ROSTRO !!! Logicamente, el solto el recipiente, pero YA ERA DEMASIADO TARDE. La energia acumulada le OCASIONO QUEMADURAS DE PRIMERO Y SEGUNDO GRADOS y es muy probable que su CARA LE QUEDE MARCADA PARA TODA SU VIDA, ADEMAS DE HABER PERDIDO LA VISTA PARCIAL DEL OJO IZQUIERDO .
Mientras estabamos en el hospital, el doctor que lo atendia comento que este tipo de accidentes eran muy frecuentes y que nunca debe ponerse agua sola a calentar en el microondas. Si se calienta agua de esa forma, siempre se debe poner algo en el agua, (un palito de madera o una bolsita de te), pero si se va calentar solamente agua,
es mejor usar la cocina.
Por favor envien este mensaje a todos sus familiares y amigos, para evitar accidentes similares.

EXPLICACION CIENTIFICA AL FENOMENO.
Esto es lo que un maestro de fisica dijo al respecto: «Gracias por enviarme este mensaje advirtiendome acerca del agua en el microondas. He sabido de varios casos. Esto es causado por un Fenomeno conocido como «super calentamiento». Puede suceder en cualquier momento que el agua se este calentado, especialmente si el utensilio que se esta usando es nuevo.
Lo que sucede es que el agua se calienta mucho mas rapido de lo que las burbujas se comiencen a formar. Si la taza es nueva, no tiene ningun raspon o ranura por donde las burbujas se puedan ir formando y pueda empezar a burbujear el agua que ya esta hirviendo, de tal manera, que el agua se va calentando sobrepasando el tiempo de hervir (como dice hierve…y hierve…y hierve…). Lo que sucede entonces
es que el agua se atora, queda estancada y al contacto con el aire, el agua brota con fuerza por la energia contenida. Es lo mismo que sucede con todas las bebidas carbonatadas. Cuando se agita la botella estando cerrada, al momento de abrirla el liquido brota por la energia acumulada y contenida.
Por favor envien este mensaje a todos sus familiares, y amigos, asi podrian evitarles un gran dolor y sufrimiento

Rubén nos pregunta si es cierto lo que en este correo se cuenta, y a ello nos ponemos:
Dictamen rápido: El correo dice la verdad. Pero usa algunos símiles y expresiones que son claramente incorrectos. Maticemos…

1.- Sobre hervores y otras hierbas
El agua, cuando la calentamos en una olla, se calienta más por abajo que por arriba, ya que la fuente de calor está debajo de la olla. El agua caliente tiende a ascender, y el agua fría desciende para ocupar el hueco que aquélla deja. Cuando calentamos agua en una olla se forman corrientes que ascienden por el centro de la olla y descienden por los lados. A esto se le llama convección, y es la convección, entre otros factores, la que ayuda a que el agua empiece a hervir. ¿Se han fijado nuestros lectores en que cuando ponen agua a hervir en un cazo se forman unas burbujitas como de aire en el fondo del mismo? Pues las burbujitas no son de aire. son de vapor de agua ya evaporada. Lo que ocurre es que la condición para que un líquido rompa a hervir es que su presión de vapor se iguale a la presión atmosférica. La presión de vapor de un líquido es la que mediríamos si hiciéramos un vacío en un recipiente cerrado con ese líquido y esperáramos hasta que no pudiera evaporarse más. Es constante para cada líquido (si fijamos la temperatura). Por eso el agua hierve a menor temperatura cuanto menor sea la presión atmosférica en el sitio donde estamos. El agua en la cima del Everest no llega a los 90ºC y ya está hirviendo. Sin irnos tan lejos, en Madrid el agua no llega a los 100ºC al hervir, porque estamos a 600 metros sobre el nivel del mar, con lo que la presión atmosférica es menor (levemente) que una atmósfera y el líquido empieza a hervir antes. Con este dato podemos fabricar un titular altamente CPI: «En los días de tormenta tardas más en hacerte un huevo pasado por agua», ya que una tormenta suele venir acompañada de bajas presiones, que harán que el agua hierva a menor temperatura, tardando más en hacer el huevo. El efecto, aunque medible, es muy pequeño. También podemos explicar con este dato el funcionamiento de una olla a presión. En el interior de la olla pueden alcanzarse presiones de tres atmósferas, por lo que el agua hierve a 130 ºC o así. Y claro, la comida tarda menos en cocinarse. He ahí el fundamento de la olla a presión.

2.- Hervores en el microondas.
En un microondas la fuente de calor no está debajo del vaso o recipiente. Está por todos lados. Por ello es más difícil conseguir corrientes de convección en el interior del vaso. A esto hay que añadir que la transferencia de calor de un microondas es mucho más rápida que la de un fuego normal (metemos más energía al agua en mucho menos tiempo). Por último, al venir la energía de todos los lados, es más difícil que se formen las burbujas de vapor que serán semillas cuando el agua rompa a hervir (cuando esas burbujas se desprenden del fondo «abren camino» para que se formen más burbujas y comience el hervor). Por ello, el uso de un microondas hace mucho más fácil que alcancemos un estado metaestable para el agua. Un estado metaestable es aquél en el que teóricamente el agua debería haber cambiado de estado pero aún no lo ha hecho. El agua líquida a 101 ºC está en estado metaestable (igual que el agua líquida a -0’5 ºC, pero eso es otra historia).

3.- Estados metaestables.
Y ahora ya vamos llegando a donde queremos. Cuando tenemos un líquido en estado metaestable, variaciones muy pequeñas en las condiciones pueden hacer que, de golpe, el líquido cambie de estado. Al añadir algo soluble (por ejemplo, sopa de sobre) al agua a 101 ºC podemos permitir que se formen las burbujas de vapor sobre los gránulos de sopa de sobre que estamos echando al agua y provocar el hervor del agua. Y claro, es un hervor no paulatino, el agua rompe a hervir no desde el fondo del recipiente sino desde cualquier lugar donde haya un gránulo de sopa. Al hervir tan de golpe tanta agua, es muy probable que se salga del vaso. Oí hablar de este efecto de «calentarse hasta 100ºC sin hervir» del agua en primero de carrera. Como buen protofísico, aquella tarde me fui a casa y comencé a usar el microondas con fines científicos. Y sí, conseguí esta explosión. Calentando en un vaso y echando sopa de sobre -con mucho cuidado y desde lejos- conseguí derramar el agua (más de la mitad del vaso se salía). No es una explosión como la de los mentos y la cocacola. Es como un borboteo. Es peligroso porque si estamos sujetando el vaso nos escaldaremos la mano, pero nunca conseguí que saltara el agua a más de cinco o seis centímetros de altura. Por tanto, lo de que el agua saltó al rostro del infortunado joven lo atribuyo a una licencia poética del autor de la cadena original.

Ahora veamos qué incorrecciones contiene el correo:

1.- «El agua se atora y queda estancada». ¿?¿?¿? No. El agua está estupendamente libre. Son las burbujas de vapor las que no encuentran sitio donde fijarse para crecer.

2.- » el agua brota con fuerza por la energia contenida». No. Simplemente rompe a hervir y no sólo desde el fondo, por lo que suele salirse del recipiente.

3.- «Es lo mismo que sucede con todas las bebidas carbonatadas». Falso de toda falsedad. En las bebidas carbonatadas se libera el gas que hay disuelto en ellas. En el agua del microondas es la propia agua la que pasa a estado gaseoso. Nada que ver.

Así que ya saben, estimados lectores. Precaución y, sobre todo, sentido común.

Actualización (febrero 2006): El vídeo que lo demuestra todo.

36 comentarios en «Consultorio CPI (I): Agua asesina»

  1. Muy buena explicación. Me pregunto qué clase de «profesor de física» es ese que asegura que el agua hirviendo es igual que las bebidas carbonatadas (así, a grandes rasgos).

  2. Yo sólo apuntaría que tu frase «En un microondas la fuente de calor no está debajo del vaso o recipiente. Está por todos lados» es un poco confusa.
    Las microondas no son en sí «fuentes» de calor en el sentido de un fuego eléctrico, por ejemplo.
    Son las vibraciones de las moléculas de agua al paso de las ondas electromagnéticas las que elevan la temperatura de los cuerpos que se meten en el microondas. Evidentemente, las microondas ceden energía (que se convierte en calor por fricción) a los cuerpos, pero ellas en sí mismas no están «calientes».
    Pero el post es muy bueno. Se pueden encontrar muchos otros experimentos curiosos sobre física y microondas en Internet. Mirad, por ejemplo, qué bien se lo pasan estos chicos experimentando con cosas cotidianas en el microondas

    http://home.earthlink.net/~marutgers/fun/microwave/microwave.html

    NOTA: niños, na hagan esto en sus casas!!!

  3. luces, gracias por la aclaración. en efecto, quizás quedaría mejor decir que el agua se calienta simultáneamente por todas partes, no sólo por abajo.

  4. A mucha gente le sorprenden los equilibrios metaestables; pero son mas habituales de lo que sospechamos.
    Otro ejemplo donde los equilibrios metaestables son evidentes es cuando sacas un litro de cerveza o botellin del congelador, y nada mas destaparlo se congela por completo en cuestion de segundos. La cerveza estaba subenfriada, y al destapar la botella el cambio de presion ha facilitado el cambio de esto.
    Truco: Antes de destapar cualquier botella sacada del congelador, y que sospecheis que pueda estar subenfriada (muy muy fria), golpeadla con una llave o moneda. Un golpe sera suficiente para que se produzca el cambio de estado. En caso de que se congele, dejadla fuera de la nevera hasta que desaparezca el hielo.

  5. ¡Me ha encantado! 🙂

    Cómo disfruto con estos posts en los que se mezcla ciencia y vida cotidiana.
    Ya no volveré a mirar al microondas de la misma manera xD

  6. pues sí, pasa y a mi me pasó con una taza de simple leche; recién sacada del microondas, después de un buen rato, no hervía y me extrañó; por suerte no miré dentro de la taza porque de golpe explotó, pero no saltó unos centímetros sino que llegó al techo de la cocina a unos 2 m por encima de la taza; si tengo la vista perfecta y ninguna señal en la cara es porque aquel dia tuve mucha suerte. Auténtico.

  7. Bogard: Sí, es cierto. Si introduces algún cuerpo extraño en el líquido haces que sea más fácil que se formen las burbujas. Si metes una bolsa de té será más fácil que si metes una canica de vidrio, claro.

    masgon: no sé si al ser leche aumentaría la violencia de la explosión o si tuvo algo que ver la taza misma en la leche que se pegó tu ídem. Bueno es saber que la leche es aún más peligrosa que el agua…

    F: Impresionantes vídeos. Los sacaré raudamente. Muchas gracias.

  8. Curiosamente, el otro dia en Cazadores de Mitos hicieron pruebas con el microondas.
    – Con papel de aluminio plegado en zigzag consiguieron un espectacular fuegos de artificio a pequeña escala, claro. Mito de la explosion, cazado.
    – Con un redondo de ternera congelado desmitificaron que el calor fuese de dentro hacia afuera, sino al reves. Mito cazado.
    – Calentaron agua destilada al punto de ebullicion y al sacar el vaso y echar un azucarillo, el agua saltaba (estallaba) hirviendo. Mito confirmado.

  9. A mí me ha pasado muchas veces que el agua rompe a hervir cuando le echo la cucharada de azúcar, pero nunca me ha salido disparada, sólo se sale del vaso.

    Y cuento algo bastante raro que me pasó una vez: no recuerdo qué fricada intentaba hacer, pero me dediqué a calentar en el microondas a máxima potencia un vaso con más o menos un dedo de miel. Tras un buen rato sin ver que pasase nada, paré el horno, y (ya no recuerdo si fue al pararlo o al moverlo, pero creo que fue sin llegar a tocarlo) la miel, delante de mis narices, cristalizó en una especie de carbón negro, como piedra pómez, que fue subiendo por el vaso hasta salirse del mismo, como una magdalena. Quedó tan pegado al vaso, que hubo que tirarlo. No sirvieron ni días de tenerlo en remojo.

    No he intentado repetir la experiencia, pero si alguien quiere joder un vaso, adelante… Verlo crecer era muy divertido.

  10. Buenas
    No se si estaré equivocado, pero por lo visto, el agua hierve debido a las impurezas que existen en ella. Si ponemos agua destilada, ésta no producirá ningun tipo de burbujas pudiendo pensar que esta por debajo del nivel de ebullición, con lo cual, si le añadimos cualquier materia a esta agua, se producira una explosión

  11. si es verdad este caso, me gustaria decirle a la madre que yo me queme la cara con acido sulfurico al 60% y tambien el ojo derecho. HOy , dos años despues estoy tan guapo como siempre y veo igual de bien…. Si me necesita para tranquilizarse mi correo es albarorena@hotmail.com . Ánimo y proteccion solar!!!!

    alvaro

  12. Como dice Tfn lo realmente peligroso (si lo haces sin ningún tipo de precaución) sería calentar agua destilada en el microondas ( o en cualquier sitio vamos) y luego añadirle cualquier cosa que le sirva para formar las burbujas propias de la ebullicion, con el agua suficientemente sobrecalentada y el soporte para formar lar burbujas más adecuado ( véase una sopa de sobre , un palito de madera o lo que sea) podría producirse una buena explosión.

  13. Creo recordar el libro «Miguel Strogoff» de Julio Verne, donde se hablaba de un lago que estaba bajo cero y estaba aparentemente líquido. Cuando un personaje tira una piedra en el lago, este se solidifica en el acto.

    Me parece que la razón es la misma.

  14. Bueno, no quiero que esto parezca avivar el mito, pero es que a mí me pasó. Quise calentar leche para hacerme un chocolate a la taza. La leche de estos chocolates debe estar muy caliente, así que no me corté un pelo con el microondas y le dí mucha caña. Al acabar, abrí la puerta, acerqué la cara para comprobar si a simple vista estaba caliente (por la cantidad de vapor) o si hervía. Pero no hervía, y justo un segundo después de haber retirado la cara, aquello pegó un reventón (verídico, que me lo digan a mí y el susto que me pegué). Milagrosamente la leche ni me tocó, pero os aseguro que llegó hasta el techo (unos 3 metros de altura?) y al cabo del tiempo hubo que re-pintarlo, porque para colmo la mancha no había manera de quitarla (¿quizá se hubieran quemado los componentes de la pintura?). En fin, lo que quiero decir es que lo de la explosión es cierta, habiéndome leido los posts supongo que el desencadenante pudiera ser la diferencia de temperatura del aire al abrir la puerta del microondas, no tengo ni idea. Pero lo que sí tengo claro es que me jugué la cara y puede que alguna quemadura acá y allá.
    Un saludo, la página es impresionante y no hago más que leer y leer entradas!
    Es un enganche!

  15. Bueno, no mucho estoy de acuerdo con el profesor…

    el agua es explosiva por el hecho de que casi no contenia impurezas, por ello el agua se calienta hasta sobrepasar el punto de ebullicion sin hervir. para comprobar este fenomeno se han hecho experimentos similiares con agua destilada ya que esta esta limpia de impurezs y efectivamente al tener contacto con algun objeto el agua explota…
    Tal vaez el agua fue hervida en multiples ocaciones y por ello se da la explosion.

  16. Creo que cometeis un pequeño error en las apreciaciones de vuestro artículo.

    el hecho de que el agua hierva al verter, por ejemplo, azúcar cuando está muy caliente se debe a otro fenómeno. no me extenderé mucho y trataré de simplicarlo.

    es algo que estudiamos en geología y se conoce como curvas de ebullición. nosotros lo estudiamos atendiendo a las diferentes temperaturas de ebullición de los magmas en función de sus componentes (un tema apasionante que os recomiendo).

    el asunto es que al verter el azucar en el agua, el azucar se disuelve y se crea un nuevo compuesto, lamemoslo agua con azucar. Si se analizan las curvas de solubilidad de agua y azúcar por separado se puede comprobar que la temperatura de ebullición del agua es una determinada (100 ºC) y la del azúcar será otra (no la sé, poned 140º C). pero al mezclarse la temperatura de ebullición es inferior a ambas(80 ºC). El fenómeno del microondas se produce cuando sacáis agua (digo cifras como ejemplo) a 90 ºC y echáis azúcar. el agua a 90 ºC no hierve, pero el agua con azúcar puede que hierva a 80 ºC, por ejemplo. al verter el azúcar lo que haceis es crear un nuevo compuesto con una tempratura de ebullición menor y provocais que hierva.

    es un efecto similar a las variaciones de presión o temperatura. como se indica en el artículo, en las ollas a presión la tempratura de ebullición del agua es de 130 ºC. si la abrís de repente, al disminuir la presión, provacareis que el agua hierva.

    el caso es el mismo que el de la sal y la nieve. cuando nieva se vierte sal por las carreteras porque la temperatura de congelación (igual que la de ebullición) del agua con sal es muy inferior a la temperatura de congelación del agua sola, con lo que se evita la formación de placas de hielo.

    podeis empezar a probar a congelar agua o agua y sal y agua y azúcar y hervir hielo y congelar azucar… es un mundo.

    espero haber aportado algo.
    un saludo y seguid asi.

  17. hunmanu: En efecto, añadir sal o azúcar al agua cambia su punto de ebullición, pero no lo disminuye sino que lo aumenta. Al añadir compuestos solubles al agua se provoca el descenso del punto crioscópico y el aumento del punto ebulloscópico. Así que ésa no puede ser la explicación. Gracias por añadir estos datos a la discusión.

  18. bien, los diagramas de ebullición tienen obviamente dos sentidos y no funcionan igual en todos los compuestos. Pero el caso del azucar en el cafe es mítico: un café caliente que al echarle azúcar hierve. y esto es simplemente porque variamos la concentración de un elemento manteniendo la temperatura.

    no sé cómo pegar imágenes aquí, pero tenéis un diagrama muy sencillo en la siguiente página:

    http://mazinger.sisib.uchile.cl/repositorio/ap/ciencias_quimicas_y_farmaceuticas/ap-fisquim-farm4/c6.2.html

    en la figura 4 tenéis un diagrama simple. si tenéis un líquido en el punto b y aumentáis la concentración del elemento B, llevareis el compuesto a la fase vapor v1 sin haber aumentado la temperatura. en las figuras 5 y 6 tenéis dos diagramas similares pero para sistemas con un funcionamiento diferente.

    en una alegre conversación con mi madre me aclaraba que si es cierto el caso que me dices, que existen compuestos que hacen variar de forma inversa los puntos de fusión y ebullición. cuando mi mami hace huevos cocidos, le echa un poco de sal al agua para que tarde más en romper a hervir. sin embargo el caso del azúcar es al revés, como se ha demostrado con el café.

  19. Sigo sin estar convencido: En los diagramas que me muestras se habla de dos líquidos, y de mezclas azeotrópicas, que son las que no se pueden destilar por completo En cualquier punto del diagrama sigue habiendo fase líquida y fase vapor, no es que se haya evaporado todo. El hervor del café en el instante de echarle el azúcar no puede ser debido al aumento de fracción molar del azúcar porque no da tiempo a disolverse, es un hervor casi inmediato. A lo mejor tiene parte de la culpa localmente, pero el grueso, estoy casi seguro, se debe a que el azúcar o cualquier otra cosa que eches proporciona centros de nucleación para las burbujas de vapor, que pueden al fin formarse simultáneamente en todos los granos y hacer que la ebullición sea bastante violenta.

  20. Lo que describe el correo, en contra de lo que dices, es perfectamente posible.

    Un ejemplo:
    http://www.youtube.com/v/SC_NtH8vWSc

    Otra cosa es que sea muy dificil de lograr. Para ello habria que calentar el agua en el microondas sin ningun tipo de vibracion (quitar el plato que da vueltas) en un vaso de vidrio escrupulosamente limpio y sin rayadura alguna (nuevecito).

    Tal y como apuntas cualquier vibracion, cuerpo extraño o imperfeccion del vaso sirve para que se forme vapor y empieze a hervir, no lograndose un liquido supercritico.

    Por tanto no podria calificar el tema de mito, pues es posible. Otra cosa es que es muy dudoso que esto pueda conseguirse por accidente. Por ello pienso que la historia no es real.

  21. Os voy a explicar un par de cosillas que me sucedieron con un microondas totalmente ciertas, hace unos 5-6 años.

    No quiero decir marcas de electrodomésticos, solo decir que la compañia sabia que eran defectuosos y los estaba retirando (sabido por mi prima, que trabaja en dicha compañia y nos lo sacó amablemente rebajado de precio).

    El primer hecho le sucedió a mi madre, yo no lo presencié, pero se basó en que mientras un vaso de leche estaba siendo calentado (vaso de vidrio, para mas información) literalmente toda la leche saltó del vaso hacia fuera (estando dentro del microondas) y salpicó todas las paredes interiores y la puerta. Lo lógico era que mi madre hubiera cambiado el microondas, o, por lo menos, llevarlo al servicio técnico, pero lo limpió sin más, y hala, a disfrutar (aunque yo tenía mis reservas, claro).

    La segunda anécdota me pasó a mi personalmente con una bolsa de Popitas (conocida marca de palomitas para microondas, almenos en España). Estaba calentándolas tan felizmente mientras miraba la TV de la cocina. De repente, oí una especie de ruido muy parecido a un aumento de tensión, y cuando miré al aparato, la bolsa era literalmente una bola de llamas. Os lo juro. Me quedé algunos segundos estupefacto (ignoro cuantos), durante los cuales el microondas terminó de calentar y sonó la típica campanilla, mientras dentro de él se desataba el infierno. Totalmente surrealista. Afortunadamente mis padres estaban en casa, y cuando pegué un par de gritos, mientras mi padre desconectaba la electricidad en el cuadro de luz de la casa (por precaución) yo abrí el microondas, e inmediatamente salieron llamas de la bolsa de aproximadamente unos 20 – 30 centimetros de altura desde el interior. Como pude agarré la bolsa con un trapo y la precipité sobre el fregadero, donde la apagué con agua rápidamente. En fin, supongo que la mezcla del aceite impregnado en la bolsa, junto con el hecho de ser un envase de papel, tuvo mucho que ver. No vi el momento de la ignición, pero seguramente hubo alguno chispa (o alomejor no, podria buscar el punto de inflamación y compararlo con una posible sobrepotencia del microondas).

    En fin, al final un buen susto, palomitas quemadas, microondas a la basura (afortunadamente mi madre no se fió mas) y TV dañada (estaba encima del microondas, y se le quemó la tapa de los botones).

    Saludos a todos!

    PD: si quereis saber la marca del «trasto», preguntadlo y lo pongo, aunque no se si seria conveniente)

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