Ciencia y Tecnología
200 años de ciencia equivocada: descubren el verdadero culpable del hielo resbaladizo
Durante casi dos siglos, hemos explicado incorrectamente un fenómeno tan cotidiano como peligroso.
Durante casi dos siglos, hemos explicado incorrectamente un fenómeno tan cotidiano como peligroso.
¿Por qué resbalamos sobre el hielo? La explicación que muchos aprendimos en la escuela –que la presión y la fricción generan calor suficiente para derretir la superficie y crear una delgada película de agua– es incorrecta.
Así lo demuestra una nueva investigación de la Universidad de Saarland, en Alemania, dirigida por el profesor Martin Müser, que desafía una teoría de casi 200 años formulada por James Thomson, hermano del célebre físico Lord Kelvin.
“Resulta que ni la presión ni la fricción desempeñan un papel particularmente significativo en la formación de la fina capa líquida sobre el hielo”, explica Müser, según reporta la Universidad de Saarland.
Los hallazgos de esta investigación, publicados en la prestigiosa revista Physical Review Letters, representan un cambio fundamental en nuestra comprensión de un fenómeno cotidiano.
Mediante avanzadas simulaciones computacionales, el equipo de investigación –integrado también por Achraf Atila y Sergey Sukhomlinov– descubrió que los verdaderos culpables son los “dipolos moleculares”, pequeñas regiones cargadas dentro de las moléculas.
¿Pero qué es exactamente un dipolo?
En corto, un dipolo molecular es una molécula con un lado parcialmente positivo y otro negativo, lo que le confiere una polaridad que apunta en una dirección específica.
En el hielo, las moléculas de agua se organizan en una estructura cristalina perfectamente alineada cuando la temperatura está por debajo de cero. Pero al entrar en contacto con otra superficie polarizada, como una suela, esa armonía se rompe: los dipolos de ambos materiales interactúan y “frustran” la organización del hielo, haciendo que su superficie, su estructura cristalina, se desordene, se vuelva amorfa y, finalmente, líquida.
En otras palabras, no es el peso de nuestro cuerpo lo que altera la superficie, sino la interacción entre los dipolos de nuestro calzado y los del hielo.
Esquí a temperaturas extremas: desmintiendo otro mito
La investigación también desmiente otra creencia arraigada. “Hasta ahora se creía que era imposible esquiar a temperaturas inferiores a -40°C porque hacía demasiado frío para que se formara una fina película lubricante de agua debajo de los esquís. Esto tampoco es cierto”, afirma el profesor Müser.
Según las simulaciones, “las interacciones dipolares persisten a temperaturas extremadamente bajas. Sorprendentemente, sigue formándose una película líquida en la interfaz entre el hielo y el esquí, incluso cerca del cero absoluto”.
Sin embargo, como explica el comunicado de la universidad, a estas temperaturas extremas, esa película tendría una consistencia más viscosa que la miel, haciendo prácticamente imposible deslizarse sobre ella.
Para quienes han sufrido caídas por resbalones invernales, quizás importe poco si el culpable fue la presión, la fricción o los dipolos moleculares. Pero para la física, esta distinción resulta fundamental.
La investigación del equipo de Saarland revoca un paradigma establecido hace casi dos siglos y abre nuevas líneas de investigación sobre las propiedades del hielo y otras superficies. La comunidad científica está tomando nota de este descubrimiento que, literalmente, nos hace ver con nuevos ojos por qué perdemos el equilibrio sobre superficies heladas.
Editado por Felipe Espinosa Wang con información de la Universidad de Saarland y Physical Review Letters.
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