Si eres un apasionado de los deportes de invierno y te encanta deslizarte por las pistas de esquí, seguramente te has preguntado por qué a veces los esquís se deslizan tan fácilmente sobre la nieve. En este artículo, te revelaremos la verdadera razón detrás de esta maravillosa sensación de deslizamiento. ¡Prepárate para descubrir los secretos detrás de la física de los esquís y cómo logran deslizarse tan suavemente sobre la nieve!
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Cuando te lanzas cuesta abajo en una carrera, es fácil imaginar que la base lisa del esquí simplemente se desliza sobre la superficie de la nieve. Sin embargo, están sucediendo muchas más cosas de las que se podría pensar inicialmente.
Las diferentes fuerzas que entran en juego cuando esquías sobre nieve son muy complejas. Los investigadores del esquí han identificado varios efectos para explicar exactamente lo que está sucediendo. La fuerza del esquí contra la nieve es suficiente para crear una fina película de agua sobre la que deslizarse. Sin embargo, la nieve polvo es tan ligera que ofrece poca resistencia al esquí, por lo que no se crea esta fina película de agua y hay más fricción entre el esquí y la nieve. Las ceras para esquí ayudan a reducir la fricción, ya que la cera repele el agua de forma natural, lo que reduce la fricción en el proceso entre el esquí y el agua.
Tu presión sobre el esquí derrite la nieve
La tercera ley del movimiento de Newton nos dice que: «Para cada acción, hay una reacción igual y opuesta». Cuando aplicamos esto a los esquís sobre la nieve, es fácil entender la fuerza que pasa a través de nuestras botas causada por nuestro peso sobre la nieve. Sin embargo, es más difícil entender la idea de que la superficie de la nieve empuja con la misma fuerza a través de los esquís.
En una ley separada de la termodinámica, descubrimos que la temperatura a la que el agua se congela varía con la presión a la que está sometida. Cuando estás parado sobre la nieve con esquís, tu peso corporal ejerce suficiente presión para reducir la temperatura de derretimiento de la nieve y convertirla en una fina capa de agua. La fricción entre el esquí y el agua es mucho menor que la fricción entre el esquí y la nieve, por lo que los esquís se deslizan fácilmente sobre ella.
Delgada capa de agua sobre la que te deslizas
Mientras tus esquís empujan contra la nieve, cinético fricción ocurre que convierte la energía cinética en energía térmica. La energía cinética proviene del acto de empujarse cuesta abajo. La energía térmica o el calor que se crea cuando los esquís y la nieve hacen contacto también contribuye a derretir la superficie de la nieve. Creando la fina capa de agua sobre la que pueden deslizarse los esquís.
A medida que el esquí avanza, continuamente se derrite una nueva capa de nieve sobre la que deslizarse. Este proceso se repite tan rápidamente que el esquiador experimenta un deslizamiento hacia adelante suave y aparentemente sin esfuerzo. Un esquiador más pesado ejercerá más presión sobre la superficie de la nieve, derritiendo más nieve en una capa de agua. Esta capa más gruesa de agua es necesaria para superar la mayor fricción que crea una persona más pesada.
La física que rodea cómo se deslizan los esquís sobre la nieve es extremadamente compleja, pero ha sido investigado exhaustivamente.
El esquí puede provocar hielo
Una vez que el esquí ha pasado sobre la fina capa de agua, la presión se libera repentinamente y el agua se congela nuevamente. Sin embargo, como ha perdido su estructura cristalina, se congela y se convierte en hielo en lugar de nieve. Esto no es evidente en una carrera porque los esquiadores que los siguen esquiarán sobre estos parches de hielo y los convertirán en nieve una vez más. A veces, en una superficie de nieve compacta, que ha sido utilizada por muchos esquiadores, verás huellas de hielo entre la nieve. La preparación de las pistas con un snowcat es una de las mejores formas de romper las huellas de hielo.
Nieve en polvo y blanda
Los copos de nieve en polvo y la nieve blanda están muy sueltos y hay mucho aire atrapado entre los cristales. Esta ligera densidad significa que hay muy poco apoyo cuando se esquía sobre la nieve de esta manera y, en consecuencia, los esquís se hunden mucho en la superficie de la nieve antes de que la nieve se comprima y pueda ofrecer apoyo.
El nivel de apoyo es mucho menor que al esquiar sobre superficies de esquí más duras. En consecuencia, es difícil ejercer una presión adecuada para derretir la nieve debajo del esquí y crear la capa de agua sobre la que esquiar.
Esta es la razón por la que necesitas más fuerza para esquiar en nieve polvo y blanda. Además, también se crea una fricción adicional cuando los esquís y las botas se hunden en la nieve. Se necesita fuerza adicional para impulsar los esquís y las botas a través de la nieve circundante.
Deslizándose sobre la nieve mojada
La nieve húmeda es especialmente pesada para esquiar. La estructura cristalina de los copos de nieve todavía existe parcialmente, pero están rodeados de nieve derretida creando un suave aguanieve, que tiene mucha más resistencia.
Al igual que la nieve en polvo, la nieve húmeda es difícil de comprimir por lo que ofrece poco apoyo al esquí. Al mismo tiempo, hay tanta agua debajo del esquí que no puede salir de la superficie del agua y este efecto de vacío impide que el esquí se deslice normalmente.
Esquiar sobre nieve mojada siempre es un trabajo mucho más duro, ya que debes trabajar físicamente contra una estructura mucho más densa.
Cera para esquiar
Los esquiadores desean reducir al máximo el nivel de fricción entre la base de sus esquís y la nieve para reducir el esfuerzo que deben realizar. La tecnología de los materiales de esquí está en constante evolución pero actualmente, el polietileno de peso molecular ultraalto (UHMW-PE) es la opción más popular. Esta capa es muy fina, de sólo unos 2 mm de espesor. Algunas superficies de polietileno se tratan para crear pequeños agujeros en la superficie en los que la cera puede absorberse y lograr un mejor deslizamiento. De manera similar, también se puede agregar carbono al polietileno para reducir la acumulación de electricidad estática, que se genera por la fricción entre el esquí y la superficie de la nieve.
Ceras
La cera y el agua se repelen naturalmente y es esta característica la que hace que la cera sea un recubrimiento tan útil para la base de los esquís. Funcionalmente, la cera necesita repeler continuamente el agua debajo del esquí, minimizando la fricción en el proceso. Al mismo tiempo, la cera debe ser duradera, ya que funciona en un entorno hostil y se desliza constantemente sobre nieve y hielo nuevos.
Tipos de cera
Hay dos tipos de cera que se utilizan para recubrir las bases de los esquís. Los más populares son ceras de hidrocarburos, que suelen ser a base de parafina. Estas son las ceras más duraderas en parte porque su estructura molecular les permite penetrar la superficie de polietileno del esquí.
El segundo tipo de cera, fluorocarbono, tiene una química más funcional. Están fabricados para tener átomos de flúor cargados negativamente unidos a las moléculas de carbono. Esta carga negativa actúa para repeler el agua y la suciedad de manera más eficiente. La desventaja es que las ceras de fluorocarbono son mucho más caras, necesitan más preparación y son menos duraderas. Para preparar una base de esquí se aplica una capa de cera de hidrocarburos seguida de una capa superior de cera de fluorocarbonos. Los esquiadores suelen utilizar el segundo tipo de cera en carreras de descenso.
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¿Por qué se deslizan los esquís? (La verdadera razón)
Los amantes del esquí suelen hacerse esta pregunta con frecuencia: ¿por qué se deslizan los esquís? En este artículo, exploraremos la verdadera razón detrás de este fenómeno y responderemos a las preguntas más frecuentes al respecto.
¿Es la cera la responsable del deslizamiento de los esquís?
Contrario a la creencia popular, la respuesta es sí, pero no completamente. La cera juega un papel crucial en el deslizamiento de los esquís, pero no es la única responsable. La cera se aplica a la base de los esquís para reducir la fricción con la nieve y mejorar el rendimiento. Sin embargo, la cera no es suficiente para lograr un óptimo deslizamiento.
La clave principal que permite a los esquís deslizarse se encuentra en la capa de agua que se forma entre la base de los esquís y la superficie de la nieve. Esta capa de agua se genera por el calor que se produce por la fricción entre la base de los esquís y la nieve. El agua actúa como un lubricante, permitiendo que los esquís se deslicen suavemente y con menos resistencia.
¿Cómo se genera la capa de agua?
La capa de agua se forma debido a la presión y el calor producidos al deslizarse sobre la nieve. Cuando aplicamos peso sobre los esquís al descender una montaña, la presión ejercida sobre la nieve provoca que esta se derrita y se convierta en agua. A medida que el esquiador se desliza rápidamente, el calor generado por la fricción aumenta la temperatura de la superficie de la nieve, fundiendo una fina capa que facilita el deslizamiento.
¿Qué factores influyen en el deslizamiento de los esquís?
El deslizamiento de los esquís no solo depende de la cera aplicada y la capa de agua generada, sino también de otros factores. La calidad de la nieve, la temperatura ambiental, la presión ejercida sobre los esquís y la técnica de esquí del individuo influyen en el deslizamiento.
Es importante utilizar la cera adecuada para las condiciones de nieve y temperatura. Además, el esquiador debe mantener una postura correcta y aplicar la presión adecuada sobre los esquís para obtener un deslizamiento óptimo. La técnica de esquí juega un papel clave en la distribución del peso y el equilibrio, lo que afecta directamente el deslizamiento de los esquís.
Conclusión
En conclusión, la cera es responsable de reducir la fricción entre los esquís y la nieve, mientras que la capa de agua generada por el calor y la presión permite el deslizamiento suave y fluido. Sin embargo, existen otros factores que influyen en el deslizamiento, como la técnica de esquí y la calidad de la nieve.
Si quieres saber más sobre el deslizamiento de los esquís y cómo mejorar tu técnica de esquí, te recomendamos visitar los siguientes enlaces:
- Importancia de la cera en los esquís
- Consejos para mejorar tu técnica de esquí
- Factores que influyen en el deslizamiento de los esquís