Por qué resbalamos en el hielo: la respuesta llevaba 200 años equivocada

¿Alguna vez te has preguntado por qué, exactamente, el hielo es tan traicionero bajo los pies? La explicación que probablemente aprendiste en el colegio —si es que la aprendiste— está equivocada. Un estudio reciente de físicos alemanes acaba de tirar por tierra una teoría que llevaba casi 200 años dándose por buena.

Durante generaciones se enseñó que el hielo resbala porque la presión de nuestro peso, o la de la cuchilla de un patin, derrite una finísima capa de agua justo debajo, que actúa de lubricante. La idea se remonta a 1850 y se atribuye a James Thomson, hermano nada menos que del célebre físico Lord Kelvin. Con el tiempo, se añadió un segundo ingrediente —la fricción, que genera calor y también derretiría algo de hielo— para intentar cuadrar las cuentas. El problema es que ninguna de las dos explicaciones aguantaba bien el frío: a temperaturas muy bajas, ni la presión ni la fricción deberían bastar para formar esa capa líquida… y sin embargo, seguimos resbalando.

El verdadero culpable: los dipolos moleculares

Un equipo de la Universidad del Sarre, en Alemania, liderado por el profesor Martin Müser junto a Achraf Atila y Sergey Sukhomlinov, recurrió a simulaciones moleculares para observar, átomo a átomo, qué pasa de verdad en la superficie del hielo cuando algo lo toca. Y el mecanismo no tiene casi nada que ver con la presión.

El sospechoso real son los dipolos eléctricos: pequeñas asimetrías de carga que tienen las moléculas de agua y también las de casi cualquier material que roce el hielo, desde el caucho de una suela hasta la fibra de un esquí. Cuando esos dipolos «externos» entran en contacto con los del hielo, tiran de las moléculas de la superficie y las sacan de su ordenada estructura cristalina. El resultado es una película desordenada, casi líquida, que ya no se comporta como un sólido… y sobre la que resulta imposible mantener el equilibrio.

Según los propios investigadores, en tres dimensiones estas interacciones dipolo-dipolo se vuelven «frustradas»: ningún acomodo geométrico logra satisfacer a todas las moléculas a la vez —algo parecido a intentar juntar varios imanes sin que ninguno «gane» su orientación—, así que la red cristalina cede terreno y aparece esa capa resbaladiza.

Adiós al límite de los -40 grados

El hallazgo, publicado en Physical Review Letters bajo el título «Cold Self-Lubrication of Sliding Ice», también desmonta una creencia muy extendida entre esquiadores: que por debajo de los -40°C hace demasiado frío para que se forme la capa lubricante, así que esquiar ahí debería ser casi imposible. Müser lo resume sin rodeos: se daba por hecho que «esquiar por debajo de -40 grados Celsius es imposible porque simplemente hace demasiado frío para que se forme una fina película lubricante bajo los esquís», y «esto, resulta, también es incorrecto».

Como el mecanismo depende de la química de los dipolos y no solo de la temperatura, esa capa resbaladiza puede seguir formándose en condiciones muchísimo más extremas de lo que se pensaba posible. Así que la próxima vez que alguien te diga que hace demasiado frío para resbalar, ya sabes que la física no está de su parte.

Más allá de la caída en la acera

Entender de verdad por qué el hielo resbala no es solo una curiosidad para sacar en una cena: tiene aplicaciones muy concretas en el diseño de neumáticos de invierno, suelas antideslizantes, infraestructuras en zonas árticas e incluso en la ingeniería de misiones espaciales que algún día podrían aterrizar sobre lunas heladas como Europa o Encelado. Si el mecanismo real es electrostático y no puramente mecánico, los materiales pensados para agarrarse (o deslizarse) mejor sobre el hielo tendrán que diseñarse pensando en esa química de superficie, no solo en la fricción.

Así que la próxima vez que patines involuntariamente sobre una placa de hielo, ya tienes una excusa mucho más sofisticada que echarle la culpa a la gravedad: la culpa, en realidad, es de los dipolos.