¿Por qué resbalamos sobre el hielo?

En el Telegraph, Steve Jones (profesor de genética en el University College de Londres) explica con humor por que el otro día se cayó resbalando en suelo congelado – a pesar de llevar botas de montaña – mientras que a su lado una chica de tacones pasó con paso seguro y sin sufrir tropiezos.

Según Jones, el factor clave es la fricción que “viene en 2 sabores”. La fricción estática evita que los escaladores posados sobre una cornisa se caigan y ayuda a que los peatones se mantengan de pie sobre suelos congelados. Este tipo de fricción es más intensa cuanta más presión vertical se ejerza por centímetro cuadrado (de ahí que los tacones la hagan mejorar). Pero cuando la cornisa es muy empinada o el peatón hace avanzar uno de sus dos pies, entonces las fuerzas que actúan desde otros ángulos (fricción cinética) se hacen lo suficientemente grandes como para vencer a la fricción estática.

Casi siempre, la cinética es más débil que la estática, pero cuando nos movemos, entramos en el reino de la fricción cinética, con la que es mucho más sencillo encontrarnos con la temida caída.

En realidad la cosa es más complicada que todo eso. Cada vez que una suela de goma presiona sobre el pavimento, lo que parece un paso en firme hacia delante se compone en realidad de infinitas sacudidas diminutas de fricciones bota-planeta. El caminante tiene la impresión de dar pasos seguros, pero bajo su pie existe un universo oculto de inestabilidades – a pequeña escala – en las que la posición dominante varía rápidamente entre la fricción estática y la cinética a medida que el pie se opone al suelo.

Este es el típico dato que puede atemorizar a los hipocondríacos hasta el punto de llevarles a evitar las caminatas sobre superficies resbaladizas. Puedo imaginarlos desquiciados, poniendo cara de parturienta a cada paso, y rezando para que el saldo resultado de los múltiples duelos “apoyo-resbalón” bajo la suela de su zapato no les juegue una mala pasada.

Si eres de esta clase de persona recuerda: usa tacón de aguja (aunque seas un hombre). Ande yo caliente…

Visto en Telegraph.

28 Comentarios

  1. 1 Milhaud Milhaud 20 Ene 2010 0 (0 Votos)

    ¿Para qué vale estudiar más y más física si luego se centran en términos que poca utilidad tienen en la vida cotidiana y se olvidan de detalles como este? Eso sí… creo que todavía me acuerdo de las cuatro ecuaciones de Maxwell (qué útil…)

  2. 2 Fisilosofo Fisilosofo 20 Ene 2010 0 (0 Votos)

    Me pasó esto a mí el otro día y me quedé con cara de tonto viendo pasar a la típica “zapatitos de tacón”. Al menos ahora ya se por qué me caí.

  3. 3 Bend3r Bend3r 20 Ene 2010 +1 (1 Voto)

    Un par de cosillas:

    1.- El coeficiente de rozamiento cinético SIEMPRE es menor que el estático y disminuye con la velocidad (siendo muy próximo al estático a velocidades muy pequeñas). Además, la redacción de ese párrafo es un tanto confusa mezclando estática y cinética con la naturaleza de la superficie.

    2.- El coeficiente de rozamiento (en contra de lo que dice el profesor de genética) no depende de la superficie, sino de la naturaleza del material y la temperatura (y en el caso del cinético de la velocidad). Si la chica no resbalaba, no es por la superficie de sus tacones, sino porque éstos le forzaban a un apoyo de metatarso más estable y que obliga a andar con pasos más cortos, además, el “entrenamiento” de los tacones hace que el equilibrio de las mujeres mejore (y también hay quien dice que las mujeres de por sí tienen un mejor equilibrio). Otra cosa es que hablemos de unos crampones, que se clavan en el hielo, pero ya no hablamos de rozamiento, sino de empotramiento (con reacciones tanto en los 3 ejes como a un momento aplicado).

    P.D: Si quieres pruebas en un par de días (ahora ando liado) te busco mi libro de mecánica aplicada de ingeniería industrial y te escaneo lo que te interese, aunque no debería ser difícil encontrar algo por internet. Un saludo.

    • 4 Maikelnai Maikelnai 20 Ene 2010 0 (0 Votos)

      Uff, pues como ves es lo que he entendido leyendo al profe de genética cuando dice:

      “Almost always, kinetic is less powerful than static so that a tiny first move turns into a lethal slither. It is weakest of all on a slippery surface, which is why I almost broke my neck.”

  4. 5 FLJ FLJ 20 Ene 2010 +2 (2 Votos)

    Bend3r lo ha clavado. No es “cuando ocurre lo contrario”, el problema es exáctamente ese, que cuando el pie se mueve, lo que nos agarra al suelo es la fricción dinámica, que no es para tirar cohetes, y por eso nos caemos.

    Hace poco estuve en Estocolmo con unos amigos, pasando unos días. Allí estábamos todos a punto de matarnos en las cuestas, andando como Chiquito, mientras las suequitas iban andando tan tranquilas, con unos tacones de diez centímetros.

    También iban en minifalda con -7º, pero eso es otra historia.

    • 6 Maikelnai Maikelnai 20 Ene 2010 0 (0 Votos)

      Esto es lo bueno de contar con físicos en la audiencia. He corregido el confuso párrafo. Creo que ahora se ajusta más a la realidad. Ya me diréis…

  5. 7 Anomrofl Anomrofl 20 Ene 2010 +1 (1 Voto)

    Maikelnai, si cualquiera de los profesores de mecánica o de física de mi escuela viese el artículo me temo que lloraría al ver lo cantidad de fallos de nomenclatura y de concepto que verían.

    Bender ha dado unas buenas correcciones olvidándose de que el acabado superficial también es determinante en el valor del coeficiente de rozamiento y que el rozamiento dinámico es aproximadamente constante. La dependencia con la velocidad es aproximadamente despreciable. En rodadura si importa la velocidad, pero en deslizamiento de superficies mas bien poco.

    Sobre el equilibro de las mujeres, en general tienen el centro de gravedad situado en posición inferior a los hombres (tanto por la altura media menor como por su fisionomía) eso a la hora de mantener el equilibrio es una gran ayuda. Y es cierto que las que están acostumbradas a los tacones suelen mantener muy bien el equilibrio.

    En general, hay también que tener cuidado con que no aparezca hielo en la suela de tu zapato, el coeficiente de rozamiento Hielo-Hielo es muy pequeño y eso te lleva al suelo muy fácilmente.

    • 8 Maikelnai Maikelnai 20 Ene 2010 0 (0 Votos)

      Vamos, que lo que es un buen resbalón es el artículo de Steve Jones ¿no?

      • 9 Bend3r Bend3r 20 Ene 2010 +1 (1 Voto)

        Efectivamente. En cuanto a lo que dice Anomrofl del acabado es cierto, quizá sea más correcto hablar de naturaleza del sistema que del material (el mismo tipo de madera tendrá diferentes coeficientes de rozamiento en función de lo pulida que esté). No sé qué habrá que estudiar para ser profesor de genética (supongo que biología o medicina, o quizá incluso química), pero no creo que su formación en física/mecánica sea muy amplia, si a eso le añades los años que hace desde que dio física… Puede ser una autoridad en genética, pero de rozamiento sabe más bien poco.

        Lo del centro de gravedad de las mujeres pensé ponerlo (menor estatura, caderas anchas y espalda estrecha) pero luego pensé que en algún caso el pecho podría tener también una buena influencia (efecto Pilar Rubio). Además, la fricción es directamente proporcional al peso (las mujeres pesan menos), así que quizá lo determinante sea en entrenamiento con los tacones.

  6. 10 Kunzahe Kunzahe 20 Ene 2010 0 (0 Votos)

    Solo un apunte más: la presión es fuerza partida por superficie, por lo que realmente no tiene mucho sentido hablar de presión ejercida por centímetro cuadrado (en mi opinión).

    • 11 Maikelnai Maikelnai 20 Ene 2010 0 (0 Votos)

      Pero él habla de fricción, no de presión.

      • 12 Kunzahe Kunzahe 20 Ene 2010 0 (0 Votos)

        Me refiero a esta parte:

        “Este tipo de fricción es más intensa cuanta más presión vertical se ejerza por centímetro cuadrado”

        A lo de la presión vertical.

      • 13 Maikelnai Maikelnai 20 Ene 2010 0 (0 Votos)

        Pues prácticamente lo calco del original: “It’s pretty recalcitrant and the more intense the vertical pressure per square inch (think high heels) the tougher it is.”

      • 14 Kunzahe Kunzahe 21 Ene 2010 0 (0 Votos)

        Sí, si no digo que sea tú quien lo ha puesto mal, ya vi que estaba así en el original

  7. 15 Milú el Bárbaro Milú el Bárbaro 21 Ene 2010 0 (0 Votos)

    Al final el genético se pasó de listo :P

  8. 16 Rober Rober 21 Ene 2010 0 (0 Votos)

    Bend3r: seguro que algo se me escapa, pero creo que el peso no es significativo. Al menos, no por causa de que la fricción sea directamente proporcional al mismo, pues la aceleración que produce la fricción (es una fuerza ¿no?) también lo es, con lo que la aceleración será la misma (a igualdad del resto de condiciones). Y digo yo que es la aceleración la que nos hace caernos.

    • 17 Anomrofl Anomrofl 21 Ene 2010 0 (0 Votos)

      En según que disciplinas, las cosas se ve de una forma u otra. Puedes ver el rozamiento como la causa de que te caigas, o como la causa de que no te caigas siempre. Cuando andas por la calle, que el rozamiento sea “alto” es lo que hace que no te caigas. En ausencia de rozamiento en el momento en que tu centro de masas se desviase de la vertical perfecta, el par de fuerzas de la reacción del suelo y tu peso crearía un momento y te haría caer, el rozamiento del suelo se opone a ese par de fuerzas y evita que te caigas.

      Experimento sencillo de pie, inclínate hacia delante y hacia atrás unos cuantos grados, con el cuerpo recto como un péndulo invertido. No te caes fácilmente, sin rozamiento, caerías sin más al suelo. Haz lo mismo en hielo, como el rozamiento es mucho menor, el momento generado al desplazar tu centro de masas te tiende a hacer caer mucho más fácilmente, no es que la aceleración te haga caer estrictamente, ha evitado que te caigas antes.

      En el caso dinámico es más complicado de estudiar, se tienen que tener valores concretos para las variables y tal.

      La cuestión es que hay varias formas de ver las cosas según el observador. Principio básico de la física.

  9. 18 Plata3333 Plata3333 21 Ene 2010 0 (0 Votos)

    que rayadas me teneis por un resvaloncillo, no me quiero ni imaginar cuando se trate un tema importante jejejeje

  10. 19 Plata3333 Plata3333 21 Ene 2010 0 (0 Votos)

    perdon RESBALONCILLO que lo he visto escrito en mi post de arriba y me duelen los ojos jejeje

  11. 20 Blackmig Blackmig 21 Ene 2010 0 (0 Votos)

    Muy buenos, comentarios así dan gusto leer.

    Yo por empirica experiencia estos días en las heladas madrides anduve sin problemas con las botacas, salvo los casos “tengo 2cm de nieve compactada debajo de la suela pegados q ya es hielo”. Efectivamente en hielo vs hielo gana el suelo :-)

    así q yo soy la nota discordante jejeje

    reconozco q no he probado tacones aun…para la próxima Nevada:-)

  12. 21 Davd Carrero Fdez-Baillo Davd Carrero Fdez-Baillo 21 Ene 2010 0 (0 Votos)

    Hasta para una caída en el hielo hay ciencia para explicar :)) muy bueno :)

  13. 22 Cabezón Cabezón 21 Ene 2010 +1 (1 Voto)

    Hay otra cuestión que no se ha tenido en cuenta y son las peculiares propiedades del estado sólido del agua. Al aumentar la presión, manteniendo constante la temperatura, es posible que el hielo se funda (porque es más ligetro que el líquido, caso único en la Naturaleza). Por lo tanto, al aplicar una presión intensa sobre el hielo, es posible que éste se funda; en ese caso, en lugar de estar apoyado sobre hielo se estará sobre una capa de agua, cuyo coeficiente de rozamiento es mucho menor evidentemente.
    Eso explica, por ejemplo, el patinaje sobre hielo. Y personalmente creo que el riesgo de patinar es mucho mayor para un tacón de aguja que para una suela plana: el tacón de aguja aplica mayor presión al tener menor superficie.
    Por supuesto que influye mucho el ángulo: si se está inmóvil y en vertical el efecto agua no se notará. Pero a poco que gire algo, ¡patinazo!

    • 23 Kunzahe Kunzahe 21 Ene 2010 0 (0 Votos)

      Eso no es así. Los patinadores sobre hielo no patinan porque con la presión fundan el hielo. Las pistas de patinaje suelen estar a 7 grados bajo cero. Para bajar la temperatura del hielo hasta esa, se necesita una presión muchísimo mayor que la ejerce el patinador, por muchas cuchilas que lleve. De hecho, en mi blog puse ayer una entrada (la estaba escribiendo cuando se publicó esta) sobre el tema, por si te interesa: http://fisicamnt.blogspot.com/2009/01/....s-en-el-hielo.html

      Realmente el hielo se derrite por la fricción de las cuchillas. Hay varios artículos que lo corroboran. Aquí puedes leer el abstract de algunos de ellos: http://www.skridsko.net/klubbar/data/science.html

    • 24 Kunzahe Kunzahe 21 Ene 2010 0 (0 Votos)

      Se me olvidaba, al parecer no es un caso único. Al hierro de fundición le pasa lo mismo (no lo supe hasta ayer).

  14. 25 yugos yugos 21 Ene 2010 0 (0 Votos)

    estoy con Bend3r, hay algún concepto que otro en el texto que puede resultar ambiguo, pero en realidad es más sencillo que todo eso.

  15. 26 MiGUi MiGUi 21 Ene 2010 +1 (1 Voto)

    Venía a decir más o menos lo que ha dicho 22.

    Debido a la dilatación anómala del agua, al aplicar una presión sobre el sólido éste se funde. Realmente patinamos sobre agua líquida.

  16. 27 Plata3333 Plata3333 22 Ene 2010 0 (0 Votos)

    yo soy Andaluz y no estoy acostumbrado a ver el hielo fuera de un cubata, ¿estare salvado de sufrir un resbalon? jejejeje

  17. 28 Kronos Kronos 13 Feb 2010 0 (0 Votos)

    ¿Es que nadie ve que el genético se ha montado la excusa para explicarle a su mujer, a su lado, por qué está en el suelo debajo de una sueca en minifalda?
    El escudo de la Física para distraer de la Biología…. jeje.

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