¿Por qué el hielo resbala?
La respuesta corta
El hielo resbala porque sus moléculas de la superficie están mal sujetas y se mueven casi como un líquido, aun bajo cero. Con el roce se suma algo de calor y desorden: el coeficiente de fricción del acero sobre hielo baja a 0,01 cerca de −7 °C, contra 0,5 a −100 °C.
Falso: La explicación de libro, que la presión del patín derrite el hielo, no alcanza: una persona sobre patines baja el punto de fusión apenas unas décimas o, en el mejor caso, unos 3 °C, y se patina y se esquía a −30 °C.
Una superficie que no termina de ser sólida
Adentro de un cubito, cada molécula de agua está atada a cuatro vecinas por puentes de hidrógeno y forma una red rígida. En la superficie falta la mitad de esas vecinas. Las moléculas de arriba quedan con enlaces libres, vibran más que las de adentro y algunas se sueltan y ruedan sobre la capa de abajo. Esa franja de moléculas móviles, de unos pocos nanómetros, se comporta casi como un líquido aunque el hielo esté bajo cero.
Michael Faraday lo sospechó en 1859: dos trozos de hielo en contacto se sueldan, como si una película de agua los uniera y se congelara entre ellos.[2] Hoy se llama premelting, “fusión superficial”: la superficie empieza a desordenarse varios grados antes de que el hielo se derrita.
En 2018, un equipo de la Universidad de Ámsterdam y del Instituto Max Planck midió qué tanto importa esa capa para el roce. Hizo deslizar una esfera de acero sobre hielo entre −100 y 0 °C. A −100 °C el coeficiente de fricción era 0,5, el mismo que el de ese acero sobre vidrio: nada resbaladizo. Al calentar, bajaba en picada hasta 0,01 cerca de −7 °C, un valor similar al de un patín en una pista.[1] Las simulaciones del mismo grupo mostraron que la cantidad y la movilidad de las moléculas sueltas crecen con la temperatura al mismo ritmo que cae la fricción: la energía de activación de los dos procesos es casi idéntica (unos 11,5 kJ por mol).
Por encima de −7 °C la fricción vuelve a subir. No es que la superficie deje de ser móvil: el hielo se ablanda, la esfera se hunde y va arando un surco. Por eso hay una temperatura ideal para deslizarse, y las pistas se mantienen cerca de ella.
| Resultado | |
|---|---|
| Presión sobre el hielo | atm |
| Nuevo punto de fusión | °C |
Rosenberg estima que un patinador ejerce unos cientos de atmósferas. Con 50 mm² una persona de 70 kg baja la fusión a −1 °C. Para patinar a −10 °C harían falta más de 1300 atmósferas. Fuente: Pendiente de fusión por presión tomada del cálculo de John Joly (466 atm bajan el punto de fusión a −3,5 °C, unos 0,0075 °C por atmósfera), según Rosenberg (2005), Physics Today.
Tres explicaciones en 150 años
| Explicación | Desde | Qué dice | Estado |
|---|---|---|---|
| Presión | Joly, 1886 | El patín derrite el hielo al apretarlo | No alcanza bajo −3 °C |
| Calor por roce | Bowden y Hughes, 1939 | La fricción calienta y funde una película | Ayuda a alta velocidad |
| Superficie móvil | Faraday, 1859; Weber, 2018 | Las moléculas de arriba ya están sueltas | La más aceptada hoy |
| Desorden por roce | Atila, 2025 | El roce desarma el cristal sin calentarlo | Solo simulación |
Fuente: Rosenberg (2005); Weber et al. (2018); Atila et al. (2025).
La idea de la presión viene de un hecho cierto: el agua líquida es más densa que el hielo, así que apretar el hielo favorece que se funda. James Thomson calculó el efecto en 1850 y su hermano, lord Kelvin, lo verificó. En 1886 el ingeniero John Joly estimó que el filo de un patín, por tocar tan poca superficie, ejerce unas 466 atmósferas, lo que bajaría la fusión a −3,5 °C.[2] El problema es que se patina muy por debajo de esa temperatura.
Cómo lo sabemos
El experimento de 2018 usa un reómetro, un aparato que normalmente mide qué tan espeso es un fluido. Los investigadores pegaron una esfera lisa de acero inoxidable de 2,4 mm de radio a la herramienta giratoria y la apoyaron sobre una placa de hielo con una fuerza de 1 newton. Al girar, la esfera se deslizaba a velocidades de entre una millonésima y una décima de metro por segundo, y el aparato registraba a la vez la fuerza normal y la de rozamiento. El cociente entre las dos es el coeficiente de fricción.[1]
Repitieron la medición a distintas temperaturas entre −100 y 0 °C. Por debajo de −7 °C la esfera no dejaba marca: el contacto era elástico, del mismo tamaño a toda temperatura, así que la caída del roce tenía que venir de la superficie y no de un hielo más blando. Por encima de −7 °C aparecía un surco visible y el roce coincidía con lo que se calcula por arado. Para probar que las moléculas superficiales se mueven de verdad, rayaron el hielo con un destornillador a −10 °C y vieron, con un interferómetro, cómo el surco se rellenaba solo en minutos.
La prueba contra la presión vino antes. En 1939, Frank Bowden y T. P. Hughes midieron el roce de esquís en una cueva excavada en un glaciar suizo y vieron que los de metal rozaban más que los de madera: si la clave fuera la presión, el material daría igual; si es el calor, importa cuánto calor se lleva el esquí. Décadas después, Samuel Colbeck pegó un termopar a la hoja de un patín y midió que se calentaba al deslizar. Fundir por presión enfriaría el contacto, no lo calentaría.[2]
Lo que se suele decir mal
“El patín derrite el hielo con su peso” es la respuesta de muchos libros y está mal como explicación general. La presión existe, pero baja el punto de fusión muy poco: la calculadora de arriba lo muestra con números. Además, se esquía a −30 °C, y a esas temperaturas la presión necesaria para fundir el hielo aplastaría cualquier película de agua.[2]
Tampoco está todo cerrado. En 2025, un grupo de la Universidad del Sarre publicó simulaciones en las que el roce desarma la red del hielo y la vuelve amorfa, parecida a un líquido, sin necesidad de calentarla ni de apretarla, y eso ocurría incluso a 10 kelvin.[3] Es un resultado de computadora, no un experimento. Lo que sí comparten todas las líneas actuales es que la superficie del hielo no se comporta como un sólido común, y que la presión, sola, no explica que resbale.
Otras preguntas
¿Por qué se resbala más en el hielo mojado?
Cerca de 0 °C el hielo se ablanda y se cubre de agua de verdad. Un pie o una rueda que aprieta la película de agua desliza como sobre un charco encima de una superficie lisa; en el experimento de Weber, el hielo más blando además se deformaba bajo la esfera.
¿A qué temperatura se mantiene el hielo de una pista?
Rosenberg cita como óptimo −5,5 °C para patinaje artístico, que prefiere hielo más blando para aterrizar los saltos, y −9 °C para hockey, que busca hielo más duro y rápido. El experimento de Weber ubica el mínimo de fricción cerca de −7 °C.
¿Se puede patinar a −30 °C?
Sí, aunque cuesta más. Rosenberg recoge relatos de esquí a −30 °C y existen ceras para esa temperatura; a −46 °C la nieve de la Antártida se describió como arena. A −100 °C, en laboratorio, el acero sobre hielo roza como sobre vidrio.
Fuentes
- Weber B, Nagata Y, Ketzetzi S, Tang F, Smit WJ, Bakker HJ, Backus EHG, Bonn M, Bonn D. Molecular Insight into the Slipperiness of Ice . The Journal of Physical Chemistry Letters, 9(11): 2838-2842 (copia abierta en AMOLF) (2018). primaria Esfera de acero sobre hielo de −100 a 0 °C: μ = 0,5 a −100 °C, μ = 0,01 cerca de −7 °C y subida fuerte al acercarse a 0 °C.
- Rosenberg R. Why is ice slippery? . Physics Today, 58(12): 50-55 (2005). Historia del problema: Faraday (1859), el cálculo de Joly (466 atm, −3,5 °C), Bowden y Hughes (1939), Colbeck y la capa cuasi líquida.
- Atila A, Sukhomlinov SV, Müser MH. Cold self-lubrication of sliding ice . Physical Review Letters, 135: 066204 (versión abierta en arXiv) (2025). primaria Simulaciones: la superficie se vuelve amorfa por el deslizamiento, sin derretirse, incluso a 10 K.
Publicado el 30 de septiembre de 2026. Revisado contra las fuentes el . ¿Ves un error? Avísanos.
Para seguir mirando
¿Por qué el hielo flota en el agua?
El hielo flota porque es menos denso que el agua: 917 kg por metro cúbico contra casi 1000 del agua líquida a 0 °C. Al congelarse, cada molécula se une a otras cuatro formando una red abierta, con más espacio vacío que el líquido, y el agua aumenta un 9 % su volumen.
¿Cómo se forma la nieve?
La nieve se forma dentro de nubes bajo cero: una gotita muy fría se congela sobre una partícula de polvo o polen y el vapor de agua del aire se deposita directo como hielo. Crece un cristal de seis brazos: placas cerca de −2 °C, columnas y agujas cerca de −6 °C, estrellas cerca de −15 °C.
¿Por qué el agua hierve a menos temperatura en la altura?
El agua hierve a menos temperatura en la altura porque la presión del aire es menor: pierde alrededor de 1 °C cada 300 metros, así que a 3.000 m hierve a unos 90 °C y en la cima del Everest, con la presión medida allí en 1981, a unos 72 °C.
¿El agua caliente se congela antes que la fría?
En condiciones controladas, no hay evidencia sólida: en el experimento más cuidadoso (Burridge y Linden, 2016) el agua a 85 °C tardó 3 horas en llegar a 0 °C y la de 22 °C, 1 hora y 47 minutos. El llamado efecto Mpemba sí se demostró en 2020, pero en partículas microscópicas, no en un vaso de agua.
¿A cuántos kilómetros está el horizonte?
Para una persona de pie a la orilla del mar, con los ojos a 1,7 m de altura, el horizonte está a unos 4,7 km en línea recta, y a unos 5 km si se cuenta la curvatura normal de la luz en el aire. La distancia crece con la raíz cuadrada de la altura: a 100 m ya son unos 36 a 39 km.
¿Cómo avanza un cohete en el vacío?
Un cohete no necesita aire: expulsa gases hacia atrás a varios kilómetros por segundo y, por la tercera ley de Newton, los gases lo empujan hacia adelante. En el vacío rinde incluso más: el motor RS-25 de la NASA da unos 2279 kN de empuje en vacío contra 1859 kN al nivel del mar.