Los investigadores analizan por qué nos resbalamos y caemos y cómo prevenirlo

Por MARTY LEVINE

Un equipo de investigadores de Pitt se está acercando a comprender la ciencia detrás de lo que nos hace resbalar y caer, y cómo prevenirlo mejor, y debemos levantarnos del suelo y tomar nota.

La ciencia de medir la fricción, la lubricación y cómo las cosas entran en contacto, vibran y se desgastan (los zapatos contra el suelo, por ejemplo) se llama "tribología". Kurt Beschorner, miembro de la facultad de la Escuela de Ingeniería de Swanson, estudia la biomecánica de cómo los zapatos se agarran o se deslizan sobre superficies secas y mojadas, hasta el nivel nanométrico.

"No es una subdisciplina muy conocida, y yo, como muchas personas que terminan haciendo tribología, no comencé con esa especialización en mente", dice.

Como estudiante universitario de ingeniería mecánica, Beschorner descubrió cómo la ciencia se aplicaba a los humanos a través de la biomecánica. Luego, haciendo su Ph.D. en el Laboratorio de Equilibrio y Movimiento Humano de Pitt, encontró a otros investigadores que ya estaban tratando de comprender los accidentes por resbalones y caídas. "Quedó claro", dijo, que esta área "estaba realmente subdesarrollada". La lubricación de los motores y la tracción de los neumáticos se habían estudiado durante mucho tiempo, pero la investigación más moderna no se había aplicado bien a los humanos y su calzado.

Beschorner y Tevis Jacobs, miembro de la facultad de ciencias mecánicas y de materiales de Swanson School, están en el segundo año de una subvención de dos años del Instituto Nacional de Seguridad y Salud Ocupacional para medir la rugosidad de la superficie en la escala más pequeña jamás vista. También están trabajando con el Tile Council of America, que tiene la intención de diseñar baldosas con el mejor agarre.

Sabemos que el hielo es ultra resbaladizo. Pero sabemos que de nada serviría tener unos zapatos que se adhirieran de forma inmediata e inamovible a todas las superficies. Entonces, ¿dónde, entre esos dos extremos, está ese punto óptimo para el paseo más seguro? ¿Cuál es la mejor superficie y cuáles son los zapatos más útiles?

Se trata de crear el tipo y la cantidad adecuados de fricción. La fricción ocurre bajo muchas condiciones diferentes, húmedas y secas. Los pisos que parecen lisos tienen cierto grado de fricción, y el estudio de Beschorner/Jacobs se centra en la fricción de histéresis: la vibración de los materiales en las suelas de los zapatos cuando entran en contacto con varios tamaños y conjuntos de protuberancias en el piso, especialmente la variedad diminuta e invisible.

"Los pisos, aunque parezcan planos, son realmente ásperos cuando los acercas", señala Beschorner. Claro, las partes ásperas son ultra pequeñas, dice, "pero esto es lo que pasa con las cosas que son muy, muy pequeñas: hay muchas".

El equipo de investigadores está probando pisos de varias maneras, incluido el examen de las características de la superficie con microscopía electrónica y "caminar" sobre pisos con una pantorrilla y un pie mecánicos a los que se ajustan varios zapatos, midiendo las muchas fuerzas que encuentra cada zapato, incluida la fricción, con diferentes materiales de piso y condiciones.

Los objetivos a largo plazo del estudio son ayudar a las empresas de calzado a crear zapatos con mayor agarre y a las empresas de pisos a mejorar el diseño del piso, así como "encontrar formas efectivas de brindar información a los consumidores para que puedan tomar decisiones mejor informadas sobre la tracción o la fricción de los zapatos". y pisos que están comprando".

Ya, dice, "tenemos algunos resultados convincentes que creemos que justifican continuar con la investigación" y el equipo tiene la intención de buscar más financiación.

Mientras tanto, presentarán un resumen de estos primeros resultados en una conferencia de ingeniería de fluidos en Osaka el próximo mes, lo que demuestra que sus pruebas y modelos funcionan para predecir el riesgo de deslizamiento.

Cuando caminas, las vibraciones en tus zapatos ocurren en diferentes frecuencias en diferentes lugares, según encuentra el estudio. Las características de mayor escala en un piso hacen vibrar los materiales de suela de zapato a frecuencias más bajas, mientras que las características de menor escala crean vibraciones de mayor frecuencia porque están más cerca unas de otras. “Cuanta más energía se pierda por esa vibración se reduce el riesgo de resbalar”, explica. La superficie se agarra mejor a tu zapato.

Pero los fabricantes de calzado (aquellos que prueban la capacidad de agarre de sus zapatos) no miden el calzado a una frecuencia de vibración lo suficientemente alta como para detectar el punto de deslizamiento más significativo, agrega, como muestran los primeros resultados del estudio.

Las propiedades del caucho marcan una gran diferencia en el resultado de estas pruebas de fricción, "y los consumidores en gran medida no tienen acceso a esta información", dice Beschorner. Las caídas con grandes consecuencias ocurren no solo entre los ancianos sino también entre muchos tipos de trabajadores en interiores y exteriores, por lo que las caídas pueden ser costosas en negocios perdidos y en vidas.

"Es muy común que las caídas puedan iniciar una cascada de eventos", desde otros efectos secundarios dañinos hasta la muerte. De hecho, dice, las caídas son a menudo la principal causa de lesiones en las visitas a la sala de emergencias, superadas en algunos años solo por los accidentes automovilísticos.

"¿Cómo diseñamos los lugares en los que trabajamos y vivimos de manera que los peligros sean más evidentes o puedan evitarse por completo?

"Hay mucho que podríamos hacer desde la perspectiva de la salud pública" para ayudar a prevenir las caídas, lo que incluye brindar a las personas mejor información sobre seguridad antes de comprar calzado y pisos. “No es muy diferente a comprar llantas”, señala. "Cuanto más podamos brindarle a la gente buena información para sus decisiones de compra, más podremos mover la aguja" hacia una deambulación más segura.

Marty Levine es redactor del University Times. Comuníquese con él en [email protected] o 412-758-4859.

¿Tienes una idea para una historia o una noticia para compartir? Compártalo con el University Times.

Siga el University Times en Twitter y Facebook.