Perché una strada umida salata sarebbe più scivolosa della stessa strada umida?

Sono venuto stamattina * su una strada che percorro ogni giorno, in tutte le condizioni atmosferiche. La scorsa notte è stata gelida, quindi la strada era salata / sabbiosa, ma non c'era gelo visibile nelle vicinanze, si era riscaldato dal minimo durante la notte e la strada è abbastanza pesantemente utilizzata, sia riscaldandola che macinando il sale in superficie. Ma la strada era umida.

Quindi perché una strada salata e umida sarebbe peggio della stessa strada appena umida?

Maggiori informazioni, nel caso in cui sia di interesse:

Stavo facendo solo circa 20 km / h e ho già preso quella curva più veloce sul bagnato prima, con le stesse gomme quando sono in ritardo per il mio treno. Stavo seguendo una linea da corsa (fuori-dentro-fuori) quindi sebbene sia una curva abbastanza stretta la mia linea non era stretta.

Non credo di aver appena colpito un cerotto oleoso. Mi sono sentito scivoloso sotto i piedi ( SPD calpestabili ) quando mi sono raccolto dopo essere scivolato un po '. Inoltre prendo praticamente la stessa linea ogni giorno.

Mancavano circa 8,9 km a questo giro .

* Sto bene, così come la bici.

safety road

— Chris H
fonte

Forse ghiaccio nero - il tipo che non riesci a vedere? Hai detto che era umido e quindi non asciutto.

— Criggie

Ho il sospetto che fosse dalla stazione ferroviaria? È possibile che sulla strada ci fosse qualcosa di diverso dall'acqua + sale?

— Criggie

Immagino che o ghiaccio nero, o sei scivolato sulla sabbia (a seconda di dove ti trovi, posano la sabbia in modo diverso; in alcune aree può essere come cavalcare sulla sabbia sciolta). In ogni caso, probabilmente non dovresti guidare come se stessi correndo su una strada umida fredda (possibilmente ghiacciata); questa è solo una ricetta per avere una fuoriuscita.

— Batman,

@Batman Non chiamerei 20 km / h in sella a una corsa (avrei indovinato meno ma il GPS dice poco più di 20). A parità di altre condizioni, una linea da corsa è più sicura a tutte le velocità perché raddrizza la curva, ecco perché le uso quando guido delicatamente.

— Chris H,

@Criggie qui usano il salgemma, quindi c'è grinta lì dentro ma è dura.

— Chris H,

Si scopre che in realtà c'è qualche scienza piuttosto interessante dietro l'attrito in presenza di acqua e sale. Vari sistemi modello dimostrano che le soluzioni saline sono in realtà lubrificanti migliori della semplice acqua (distillata) tra gomma e altri materiali e sono abbastanza importanti.

Sfortunatamente poco è stato fatto alcun lavoro sull'attrito tra vera gomma e vere strade bagnate in presenza di sale. Ma c'è stato del lavoro su sistemi più idealizzati. Uno dei risultati più chiari proviene da Esperimenti sulla lubrificazione di gomma naturale grezza E.L. Ong e AD Roberts J. nat. Rubb. Res ,, 1 (1), 41-50 (1986). La tabella 5 (sotto) è particolarmente interessante. Tra gomma naturale grezza e perspex il coefficiente di attrito si è ridotto da 4,1 a secco, a 2,6 quando è bagnato e 1,5 quando è bagnato con soluzione salina. Una tendenza simile è stata osservata per l'attrito gomma-su-gomma. In altre parole in questo sistema, nell'acqua salata c'è circa il 60% dell'impugnatura rispetto all'acqua pulita. Dalla didascalia, "Il movimento della levetta tendeva a verificarsi e al massimo i coefficienti di attrito sono citati "(la mia enfasi). Non è chiaro se ciò sia vero per tutti i casi o solo per le soluzioni saline a cui si fa riferimento nella frase precedente.

L'accesso al mio diario non si estende al riferimento 3 di questo documento, Attrito di gomma in soluzioni acquose contenenti ioni , TPMortimer e KCLudema, Wear Volume 28, Numero 2, Maggio 1974, Pagine 197-206. Ma l'abstract di quest'ultimo articolo afferma:

Nel caso della lubrificazione ad acqua della gomma nera a basse velocità e basse pressioni, la capacità di lubrificazione dell'acqua è dimostrata migliorata dall'aggiunta di elettroliti all'acqua. Si ritiene che gli ioni negativi della soluzione elettrolitica si raccolgano su ciascuna superficie di scorrimento, si respingano a vicenda e impediscano l'approccio ravvicinato di due superfici di scorrimento. Pertanto tra le superfici di scorrimento esiste un film d'acqua più spesso rispetto a quello in cui non esistessero gli strati ionici. Il film più spesso provoca una forza di resistenza viscosa ridotta, inferiore a quella che può essere spiegata dall'idrodinamica convenzionale.

La riduzione del 40% circa dell'attrito dalla tabella sopra citata è sufficiente per negare un ragionevole margine di sicurezza quando si tratta di aderire. Applicando questo al mio caso, sospetto che entrasse in gioco anche un elemento di sfortuna: che una piccola scivolata diventasse irrecuperabile perché l'attrito complessivo era troppo basso. quindi è necessaria una presa extra per recuperare una slitta rispetto ad evitarla in primo luogo.

Ulteriori letture:

— Chris H
fonte

Avevo il sospetto che ci fosse un effetto reale quando ho pubblicato la domanda, ma non lo sapevo. Mi piacerebbe ancora trovare alcuni riferimenti più specifici per l'uso su strada (anche se le auto) e il richiamo della sperimentazione è forte.

— Chris H,

Lavoro impressionante - Nel mio paese le strade non sono mai salate, sono invece strette.

— Criggie

Non ho verificato i tuoi riferimenti, ma sarei sorpreso se il "tuo" attrito non fosse una funzione di concentrazione, con il punto di saturazione come singolarità. Nella tua reale situazione di vita, non conosci la concentrazione di sale e la sua variazione lungo la superficie stradale, a causa di molte cose. Ad esempio uno scivolo d'acqua con una concentrazione di sale vicino o oltre la saturazione si comporterebbe come un olio.

— StefG

@StefG è un buon punto. Uno dei riferimenti fornisce alcuni punti dati che mostrano variazioni con la concentrazione, ma non vanno alla saturazione. Tutte le concentrazioni che mostrano hanno un attrito inferiore rispetto all'acqua pulita. Inoltre non tengono conto della sporcizia della strada mescolata. Il mio caso reale in realtà porta a fenomeni interessanti che non sono nemmeno affrontati: NaCl è igroscopico e forma uno strato polveroso su ogni cristallo mentre attinge l'acqua dall'aria; inoltre la temperatura superficiale era scesa al di sotto del punto di rugiada dell'aria durante la notte e si era di nuovo alzata rendendo disponibile più acqua.

— Chris H,

@Chris H: Ancora non ha verificato i riferimenti, ma di solito tali dati provengono da condizioni al contorno ideali. Nel tuo (nostro) caso, ho il sospetto che un'altra differenza sia dovuta al "limite stradale" della situazione: un film (molto) sottile di miscela di acqua salata, cioè vicino a un campione 2D. Rispetto a un campione 3D, i processi di diffusione sono alterati radicalmente, portando a una maggiore variazione della concentrazione di sale, fino alla "saturazione locale"; allo stesso modo, l'influenza dell'acqua salata / aria o - / i fenomeni al contorno dell'asfalto diventano predominanti - come quello che hai menzionato sulle conseguenze della natura igroscopica.

— StefG,