Esta entrada del blog explora el secreto detrás de la excepcional calidad del hielo exhibida en los Juegos Olímpicos de Invierno de PyeongChang, detallando los principios científicos que le dan al hielo artificial una estructura completamente diferente del hielo natural y explicando las diferencias en las condiciones requeridas para cada deporte.
Hace mucho tiempo, los Juegos Olímpicos de Invierno de Pyeongchang, celebrados en Corea del Sur del 9 al 25 de febrero de 2018, concluyeron con éxito entre elogios de numerosos medios de comunicación internacionales. Intel utilizó tecnología de vuelo en enjambre con 1,218 drones para crear una bandera olímpica de drones en el cielo durante la ceremonia de apertura. La mascota de los Juegos Olímpicos de Invierno de Pyeongchang, 'Suhorang', ganó popularidad mundial, y los peluches se agotaron en las tiendas oficiales. Además, estos Juegos Olímpicos recibieron las mejores calificaciones no solo por su popularidad, sino también por sus récords. Durante los Juegos Olímpicos de Invierno de Pyeongchang 2018, los deportes de hielo vieron tres nuevos récords mundiales y 25 nuevos récords olímpicos consecutivos. Esto marca el mayor número de nuevos récords desde los Juegos Olímpicos de Invierno de Vancouver 2010 (2 nuevos récords mundiales, 21 nuevos récords olímpicos), superando incluso los Juegos Olímpicos de Invierno de Sochi 2014 (11 nuevos récords olímpicos). La razón principal para el flujo diario de nuevos récords fue, sin duda, la excelente calidad del hielo en las sedes. La patinadora británica Elise Christie y la patinadora japonesa Nao Kodaira, quienes entrenaron en el Gangneung Ice Arena y el Speed Skating Oval, también expresaron su satisfacción: «La calidad del hielo es realmente buena. Parece que se lanzarán récords mundiales». Entonces, ¿cómo se creó este hielo, tan universalmente elogiado en Pyeongchang?
El hielo en las pistas de hielo se forma en la dirección opuesta al hielo que se congela naturalmente en lagos o ríos. Primero, necesitamos examinar la relación entre el cambio de fase y la densidad en los materiales. Para la mayoría de las sustancias, cuando la temperatura baja y el estado cambia de líquido a sólido, la distancia entre las partículas disminuye, aumentando la densidad. Sin embargo, cuando el agua se solidifica de líquido a sólido, las moléculas de agua en movimiento libre forman una estructura hexagonal, creando espacios vacíos. Esto en realidad aumenta el volumen y disminuye la densidad. A medida que la temperatura del hielo aumenta y comienza a fundirse de nuevo, la mayoría de estos espacios vacíos se llenan en el punto de fusión. Los espacios vacíos restantes solo se llenan cuando la temperatura del agua sube a 4 °C, y la densidad disminuye de nuevo después de 4 °C. Por lo tanto, a diferencia de la mayoría de las sustancias, el agua tiene su densidad más alta a 4 °C.
Cuando el agua se enfría, se produce convección hasta que la capa inferior alcanza los 4 °C. Una vez que la capa inferior alcanza los 4 °C, la convección se detiene. Incluso si la temperatura del agua superficial desciende a 0 °C y se congela, el hielo flota sobre ella. Este principio explica por qué el hielo natural se forma desde la superficie. Aplicando este principio, vemos que para congelar una pista de hielo muy gruesa hasta el suelo de una sola vez, la temperatura interior debe ser extremadamente baja.
Sin embargo, el hielo para pistas de patinaje debe congelarse de abajo hacia arriba, contrariamente a lo que ocurre en la naturaleza. Primero, se colocan tuberías de refrigeración a intervalos regulares sobre el suelo de hormigón. A continuación, se hace circular un refrigerante llamado etilenglicol por estas tuberías para reducir la temperatura del suelo a entre -15 y -10 °C. A continuación, se rocía ligeramente agua sobre la superficie para formar una fina capa de hielo. Las impurezas y las burbujas de aire suben a la superficie, donde se raspan con un renovador. Este proceso de congelar una fina capa, raspar y volver a congelar se repite. Una vez formada una capa de hielo de 1 mm de espesor, se aplica pintura blanca encima. Dependiendo del evento, se marcan las líneas de casa o de salida. A continuación, se debe aplicar una fina capa de hielo sobre la pintura para crear una superficie plana y sólida. Rociar ligeramente agua como si fuera lluvia durante unos 10 minutos forma una fina capa de hielo de unos 0.2 mm. Si bien el espesor de hielo requerido varía según el deporte, generalmente se necesitan cientos de repeticiones de la construcción de estas finas capas de hielo para completar una pista de hielo.
La razón para aplicar múltiples capas de hielo fino es crear hielo sólido menos propenso a agrietarse. Por ejemplo, si se vierten 3-4 cm de agua y se congelan de una sola vez, las moléculas de agua que forman el hielo se unirían formando una estructura hexagonal. Esto hace que el hielo sea propenso a agrietarse incluso con impactos menores, lo que supone el riesgo de que toda la pista se rompa. Por lo tanto, el delicado proceso de formación de hielo capa por capa es esencial. Este método también permite la creación de hielo puro, libre de impurezas y burbujas de oxígeno. Si la concentración de oxígeno en el hielo aumenta, este se vuelve opaco, pierde resistencia y reduce la conductividad térmica, impidiendo la correcta transferencia de frío desde las tuberías de refrigeración del suelo. Por lo tanto, la creación de hielo sin oxígeno es fundamental.
Una vez terminada la superficie del hielo, es fundamental mantener la temperatura óptima, así como la humedad y la temperatura dentro de la pista. La calidad del hielo requerida varía según la disciplina (pista corta, patinaje de velocidad, patinaje artístico, curling) y su estado influye significativamente en el rendimiento, con especificaciones exigentes para cada deporte. En primer lugar, la temperatura de la superficie determina su resistencia. El hielo mantenido a temperaturas entre -8.3 °C y 5.0 °C se clasifica como hielo duro. Esta calidad permite un patinaje más rápido y fluido. Sin embargo, el estándar para esta dureza implica una condición muy delicada y exigente: debe ser lo suficientemente duro como para soportar la fuerza que ejercen los atletas al impulsarse desde la línea de salida, pero no tan rígido como para que las cuchillas de los patines resbalen. Por el contrario, el hielo mantenido a temperaturas entre aproximadamente -4.4 °C y 1.7 °C se considera hielo blando. Si bien el hielo blando y flexible tiene la desventaja de una superficie irregular, puede absorber el impacto durante los aterrizajes tras los saltos de altura en patinaje artístico. Las cuchillas de los patines se clavan más profundamente en el hielo blando que en el hielo duro, lo que genera mayor fricción y resistencia, lo que reduce la velocidad.
En segundo lugar, los niveles de humedad dentro de la pista también pueden afectar la velocidad de los patinadores. La alta humedad en los deportes sobre hielo provoca la formación de escarcha en la superficie, creando baches. Los patines se enganchan en estos baches, lo que dificulta que los patinadores controlen su velocidad. Por el contrario, si el interior de la pista está excesivamente seco, toda la humedad que resbala el hielo se evapora, lo que podría interrumpir la competición. Por lo tanto, es crucial mantener la humedad interior a un nivel adecuado. Para ello, se instalan deshumidificadores que absorben el aire húmedo y la humedad en el interior de la pista.
Ahora, examinemos las condiciones del hielo requeridas para cada disciplina de patinaje. El hielo de competición en pista corta debe ser una superficie sólida de aproximadamente 3.5 cm de grosor y mantenerse a una temperatura de alrededor de -5.5 °C. Si el hielo de una pista corta es demasiado blando, las cuchillas de los patinadores se hunden demasiado al tomar las curvas, lo que les impide alcanzar la velocidad máxima y aumenta significativamente el riesgo de caídas. Bae Ki-tae, gerente de calidad del hielo, explicó: «Durante las carreras en pista corta, se rocía agua constantemente para reparar la superficie del hielo, lo que provoca que se espese gradualmente. Sin embargo, el hielo demasiado grueso es difícil de controlar en cuanto a la temperatura, por lo que inicialmente lo hacemos fino». El grosor del hielo para las competiciones de patinaje de velocidad es de aproximadamente 2.5 a 3.0 cm, y la temperatura debe mantenerse entre -9 °C y -5 °C. En patinaje de velocidad, un buen hielo significa un hielo rápido. Debe ser lo suficientemente duro como para soportar la fuerza del impulso de los patinadores, pero la superficie debe estar muy finamente fundida para permitir que las cuchillas de los patines se deslicen con suavidad. Si bien ambas disciplinas son competencias basadas en récords, el hielo en las pistas de patinaje de velocidad es más duro porque las pistas rectas son más largas, se requieren velocidades más altas y hay relativamente menos situaciones que exigen control de velocidad durante la carrera.
El hielo de las pistas de patinaje artístico es más grueso, de entre 4.5 cm y 5 cm, y requiere hielo más blando a una temperatura de -3 °C. Si la temperatura del hielo en una pista de patinaje artístico es excesivamente baja, lo que lo hace tan duro que no se derrite fácilmente bajo la presión de las cuchillas de los patines, pueden formarse grietas en la superficie del hielo cuando un patinador salta con fuerza y aterriza. El hielo blando es esencial en el patinaje artístico, ya que debe actuar como amortiguador para absorber dichos impactos.
La superficie de hielo en las pistas de curling se denomina "capa de curling" y posee características completamente diferentes a las de las pistas de patinaje. Mientras que la superficie de hielo de una pista de patinaje suele completarse en unos dos días, la construcción de una capa de curling tarda entre cuatro y diez días. Esto se debe a que la nivelación de la superficie del hielo es más crucial en el curling que en cualquier otro deporte. Por lo tanto, el hielo se congela en capas en cuatro o cinco etapas distintas. Además, se realiza un proceso llamado "pebbling", en el que se esparcen pequeños gránulos de hielo llamados "pebbles" sobre la superficie del hielo. Estos guijarros son esenciales para que las piedras de curling se deslicen suavemente sobre el hielo y se curven naturalmente hacia adentro o hacia afuera.
La calidad del hielo se convierte en una variable importante en las competiciones olímpicas de invierno. En los Juegos Olímpicos de Invierno de Sochi 2014, el hielo era excesivamente blando e irregular, con numerosos hoyos, lo que provocaba frecuentes caídas entre los atletas. Cabe destacar que se grabaron múltiples escenas de los principales contendientes, como el patinador artístico Yuzuru Hanyu y el patinador de velocidad en pista corta Park Seung-hui, tropezando en el hielo. Los Juegos Olímpicos de Pyeongchang aprendieron de la lección de los Juegos de Sochi, donde, a pesar de una inversión masiva, los problemas de calidad del hielo provocaron evaluaciones deficientes. Gracias a una gestión meticulosa del hielo durante todo el proceso —incluyendo no solo la superficie de hielo diseñada con precisión, sino también la instalación de instalaciones avanzadas de fabricación de hielo para la monitorización en tiempo real del estado del hielo e iluminación LED para minimizar el calor—, los organizadores lograron crear una sede que se ganó el reconocimiento mundial de los atletas. Dado que las características del hielo pueden determinar el resultado de las competiciones, es fundamental mantener un nivel tan riguroso de gestión de la calidad del hielo para los futuros Juegos Olímpicos de Invierno.
