El invierno es la época en la que nos ponemos los esquíes y los patines de hielo para hacer un poco el loco, mientras hacemos ejercicio. Cómo funcionan los esquíes es sencillo, presentan una gran superficie a la nieve de manera que no nos hundamos en ella; sin embargo, los patines son justo lo contario, basados en cuchillas de muy pequeña superficie de contacto, deberían clavarse en el hielo e impedir el movimiento.
Falsa creencia: los patines funcionan al presionar el hielo haciendo que se descongele bajo ellos una pequeña parte del agua helada y deslicen mejor.
Para ver cómo funcionan los patines tenemos que ver primero qué hace tan resbaladizo al hielo.
Cuando pisamos una baldosa seca, el rozamiento entre su superficie pulida y la suela del zapato impide que nos resbalemos; sin embargo, cuando la baldosa está mojada la cosa cambia drásticamente. El agua crea una pequeña capa entre ambas superficies, que funciona como lubricante, lo que puede provocar que te des un buen batacazo.
El hielo ocupa más volumen que el agua líquida, esa es la razón por la que flota en ella. Este raro fenómeno tiene una consecuencia también excepcional y es que, cuando presionamos el hielo se funde (no, no se derrite; eso solo se dice cuando es efecto del calor).
Se ha dicho que los patines deslizan gracias a que la presión que ejercen sobre el hielo licúa el agua y crea una capa líquida que hace el papel de lubricante.
Si la razón por la que el hielo es resbaladizo fuera la alta presión que ejercen las cuchillas, los zapatos o las ruedas del coche no se escurrirían en el hielo, ya que son planos. Pero además, existe otra cuestión importante: el hielo por presión se descongela lentamente, no es un fenómeno inmediato. En otras palabras, debemos buscar una explicación general que no dependa del tamaño de la superficie de contacto del objeto con el hielo y que sea instantánea.
La capa superior del hielo, la que está en contacto con el aire, no se comporta como un sólido normal. Con un espesor de unas pocas moléculas se mantiene una estructura un poco viscosa, una capa microscópica con un leve comportamiento líquido que ante una suave presión puede desplazar las moléculas ligeramente. De este modo, cuando pisamos el hielo el suelo no es firme, sino que se mueve. Hagamos lo que hagamos, nos exponemos a dar un buen patinazo; y si, además, estuviera mojado, seguro que salimos descalabrados.
Entonces, ¿por qué necesitamos patines y no patinamos con zapatos?
La cuchilla del patín marca un surco en el hielo que impide los resbalones laterales ayudando a su estabilidad, en tanto que longitudinalmente se desliza cortando el hielo, tal y como haría cualquier navaja.
Lo mismo ocurre con las cadenas del coche, se clavan en el hielo para crear una resistencia al desplazamiento lateral (derrape y deslizamiento) y longitudinal (aceleración y frenado). Un caso distinto son las modernas cadenas textiles, que funcionan al aumentar el rozamiento mediante materiales especiales que se desgastan fácilmente.
Podemos concluir, entonces, que el hielo es resbaladizo de por sí, y lo es para zapatos, ruedas, cadenas, esquíes, patines… porque la superficie del hielo es ligeramente viscosa lo que ayuda al deslizamiento. Lo único que tienen los patines de especial es que reducen el deslizamiento lateral.
