Il motivo per cui si scivola sul ghiaccio è di un fenomeno poco studiato, che ha offerto risposte inaspettate agli scienziati. Scopriamo qualcosa di più insieme
Poche cose possono essere più scivolose di un pavimento ghiacciato, ma quello che non tutti sanno è il perché. Secondo la spiegazione classica il peso del nostro corpo sul ghiaccio fa sciogliere un sottile strato di acqua che ci fa scivolare, ma l’esperienza ci mostra che l’acqua è un mediocre lubrificate e un pavimento bagnato non è scivoloso quanto quello ghiacciato, quindi come mai si scivola così tanto su una superficie ghiacciata?
Cosa rende scivoloso il ghiaccio?
Se stiamo camminando su una superficie ghiacciata, su di essa agisce il nostro peso e dunque esercitiamo una pressione sulla lastra.
Poiché la temperatura di fusione del ghiaccio diminuisce all’aumentare della pressione, quando siamo sopra il ghiaccio stiamo diminuendo la temperatura di fusione del ghiaccio superficiale quanto basta per fonderne un sottilissimo strato.
Ecco che allora si crea un piccolo strato d’acqua sopra il ghiaccio che agisce da lubrificante perché va a riempire gli avvallamenti che si formano su una superficie ruvida.
Di conseguenza l’acqua fa quasi diventare la superficie liscia, riducendo l’attrito e aumentando la scivolosità. Ecco quindi spiegato perché il ghiaccio diventa scivoloso quando ci camminiamo sopra.
Di recente è stato misurato lo spessore di questo sottilissimo strato di acqua, il quale va da 1 a 100 nanometri: un capello umano di 70 micron è 8 volte più spesso dello strato di acqua che si crea sul ghiaccio.
Rimane comunque da capire perché lo strato d’acqua sul ghiaccio renda quest’ultimo così tanto scivoloso, visto che, come detto precedentemente, l’acqua non è un ottimo lubrificante.
La risposta sembra arrivata recentemente da alcuni ricercatori della Scuola Normale di Parigi e della Sorbona, i quali hanno misurato su scala nanometrica le proprietà dell’attrito nel fenomeno di scivolamento su ghiaccio.
I ricercatori hanno scoperto che in realtà lo strato di acqua che si crea non è propriamente liquido, ma è un mix tra ghiaccio tritato e acqua. Questo mix è molto più viscoso della semplice acqua e ha delle proprietà complesse ancora tutte da indagare.
Dunque lo strato superficiale non è né liquido né cristallino, e nemmeno il passaggio tra i due stati non è lineare: in questo strato ci sono delle molecole di acqua bloccate nel ghiaccio e molecole mobili tenute insieme da un numero minore di legami a idrogeno. Sono proprio queste ultime che scivolano a loro volta e si muovono facilmente ad ogni perturbazione, come pressione o calore.
Dalle università della Spagna e della Polonia arrivano poi altre informazioni: lo strato che si forma sul ghiaccio aumenta continuamente il suo spessore all’aumentare della pressione esercitata sulla superficie.
In tutto ciò il calore ovviamente contribuisce favorendo il passaggio allo stato liquido. Lo strato d’acqua creato è autolubrificante e autorigenerante e il potere lubrificante aumenta all’aumentare della velocità di scorrimento su ghiaccio.
Quindi, mettendo insieme tutte le ricerche, si può ricavare informazioni utili e spendibili in diversi campi, ad esempio migliorando le attrezzature per gli sport invernali oppure per il collaudo pneumatici invernali, fondamentali per percorrere le strade di montagna.