Mokre liście mogą gwałtownie pogorszyć przyczepność na chodniku, schodach, asfalcie czy torach, ponieważ między podeszwą lub kołem a twardą nawierzchnią pojawia się deformująca się warstwa materiału roślinnego połączona z wodą. Jak informuje redakcja TopFlop, urząd wprost zalicza mokre i rozkładające się liście do jesiennych zagrożeń powodujących poślizg.
Nie chodzi więc wyłącznie o to, że „woda jest śliska”. Problem jest bardziej złożony: liście oddzielają dwie powierzchnie, ugniatają się pod naciskiem, zatrzymują wodę, a podczas rozkładu uwalniają związki organiczne. Powstaje kontakt znacznie inny niż między suchą gumową podeszwą a suchym betonem. Badania tribologiczne prowadzone dla kontaktu koło–szyna pokazują, że zwilżona warstwa liści może obniżać przyczepność wielokrotnie; nie należy jednak przenosić wartości liczbowych z kolei bezpośrednio na chodnik czy podeszwę buta.
Co zmienia się, gdy suchy liść zostaje zmoczony
Na suchej, chropowatej nawierzchni podeszwa może stykać się bezpośrednio z wieloma mikroskopijnymi nierównościami podłoża. To właśnie w tych rzeczywistych punktach kontaktu powstają siły pozwalające odepchnąć stopę podczas chodzenia i zahamować jej ruch.
Warstwa liści zaburza ten układ. Podeszwa zaczyna oddziaływać nie bezpośrednio z chodnikiem, lecz z materiałem, który może przesuwać się względem podłoża, zgniatać i rozrywać.
Po opadach pojawia się dodatkowo woda.
Na styku podeszwy, liścia i nawierzchni tworzy się układ kilku ruchomych warstw zamiast jednego stabilnego kontaktu.
Cienka warstwa cieczy może ograniczać bezpośredni kontakt dwóch powierzchni. W tribologii zjawiska, w których ciecz lub warstwa graniczna zmniejsza opory ruchu między powierzchniami, są podstawowym mechanizmem smarowania. Badania dotyczące tarcia w środowisku wodnym potwierdzają, że obecność odpowiedniej warstwy granicznej może radykalnie zmienić wartość tarcia.
To właśnie dlatego intuicyjne założenie „liść jest lekki, więc nie powinien mieć większego znaczenia” zawodzi. Znaczenie ma nie masa pojedynczego liścia, lecz to, co znajduje się dokładnie w strefie kontaktu podczas przenoszenia siły.
Mokry liść nie zachowuje się jak kartka papieru
Świeży lub nasiąknięty wodą liść jest elastyczny. Pod stopą ugina się i dopasowuje do podłoża. Kilka nakładających się liści może dodatkowo przesuwać się względem siebie.
Sytuacja przypomina więc stos cienkich warstw, między którymi występuje wilgoć.
Przy chodzeniu szczególnie krytyczny jest moment, kiedy stopa ląduje na nawierzchni pod pewnym kątem, a ciało nadal porusza się do przodu. Podeszwa musi wtedy wytworzyć odpowiednią siłę styczną. Jeżeli dostępne tarcie jest zbyt małe, stopa nie zatrzymuje się w miejscu, lecz zaczyna się przesuwać.
Brytyjski HSE opisuje problem bardzo jednoznacznie:
“Fallen leaves that become wet or have started to decay can create slip risks.”
Urząd wskazuje także drugi problem: warstwa liści może zasłaniać nierówności, stopnie, krawężniki i inne przeszkody znajdujące się pod nią. Oznacza to, że jesienny chodnik może jednocześnie zwiększać ryzyko poślizgnięcia i potknięcia.
Dlaczego rozkładające się liście mogą być jeszcze bardziej problematyczne
Liść nie składa się wyłącznie z suchego włókna. Zawiera wodę i liczne związki organiczne, między innymi celulozę, pektyny oraz związki fenolowe. Kiedy materiał roślinny jest miażdżony, moczony i rozkładany, jego powierzchnia zmienia się.
Dobrze udokumentowano to w badaniach nad jesiennym spadkiem przyczepności na kolei. Zespół z University of Sheffield analizował warstwy powstające z ekstraktu liści i wykazał istotną rolę tanin w mechanizmie bardzo niskiego tarcia. Badacze stwierdzili, że usunięcie tanin z ekstraktu prowadziło do znaczącego wzrostu współczynnika tarcia.
Autorzy podsumowali jeden z wyników następująco:
“The tribological results show that tannins reduce friction in both pure sliding and rolling–sliding contacts.”
W badanym układzie związki zawarte w liściach uczestniczyły w tworzeniu warstwy o właściwościach sprzyjających smarowaniu kontaktu. Naukowcy opisali również mechanizm, w którym usieciowane cząsteczki tanin tworzą hydrożel zdolny do zatrzymywania i uwalniania wody pod naciskiem.
To jeden z powodów, dla których powierzchnia pokryta rozgniecioną, wilgotną masą liści może zachowywać się zupełnie inaczej niż powierzchnia, na której leży kilka suchych liści.
Kolej pokazuje skalę zjawiska szczególnie wyraźnie
Najdokładniej wpływ liści na tarcie przebadano w transporcie kolejowym, ponieważ nawet niewielka utrata przyczepności między stalowym kołem i stalową szyną ma znaczenie dla hamowania oraz ruszania pociągu.
Brytyjski Network Rail wyjaśnia, że deszcz zwiększa prawdopodobieństwo przyklejania się liści do szyn. Przejeżdżające pociągi zgniatają je następnie pod ogromnym naciskiem, tworząc cienką i bardzo śliską warstwę.
Operator porównuje efekt wprost do oblodzenia:
“Leaves on the line are the rail equivalent of black ice on the roads.”
To nie tylko obrazowe określenie. W opublikowanym w 2023 roku badaniu pięciu rodzajów opadłych liści współczynnik związany z przyczepnością w eksperymencie kolejowym wynosił około 0,225 dla suchych liści i zaledwie 0,053 po ich zwilżeniu. W badanych warunkach mokre liście obniżały go o około 75 proc. względem kontaktu bez liści.
Inne eksperymenty wykazały, że warstwa mokrych pozostałości roślinnych na szynach może doprowadzać do wartości przyczepności poniżej 0,05.
Te liczby dotyczą konkretnych laboratoryjnych i kolejowych układów stal–stal, a nie butów na chodniku. Pokazują jednak, jak silnie połączenie wilgoci i materiału roślinnego potrafi zmienić charakter kontaktu dwóch powierzchni.
Dlaczego sama woda nie zawsze daje taki sam efekt
Mokry chodnik bez liści również może być śliski, szczególnie jeśli nawierzchnia jest gładka. HSE zwraca uwagę, że nawet cienka warstwa wody pozostawiona na gładkiej podłodze może stworzyć zagrożenie poślizgiem.
Liście dodają jednak kolejne elementy: mogą się przemieszczać, rozpadać i tworzyć organiczne zanieczyszczenie powierzchni.
Dlatego ryzyko zależy od całego układu, a nie jednego czynnika:
- ilości wody i stopnia nasiąknięcia liści;
- liczby oraz stanu liści — świeżych, rozgniecionych lub częściowo rozłożonych;
- chropowatości chodnika i podeszwy;
- nacisku oraz kierunku ruchu stopy;
- obecności błota i innych zanieczyszczeń.
HSE ujmuje mechanizm poślizgu właśnie jako rezultat współdziałania kilku elementów: zanieczyszczenia, nawierzchni, obuwia, człowieka i warunków otoczenia.
Najbardziej zdradliwe są miejsca, gdzie liście długo pozostają mokre
Szczególnej uwagi wymagają zacienione chodniki, schody, pochylnie i fragmenty nawierzchni pod drzewami. Tam wilgoć może utrzymywać się dłużej, a kolejne osoby lub pojazdy rozgniatają materiał roślinny.
Niebezpieczna może być także pozornie cienka warstwa. Do utraty przyczepności nie potrzeba stosu liści — problem pojawia się w samym kontakcie pomiędzy podeszwą a podłożem.
Brytyjski urząd bezpieczeństwa pracy zaleca regularne usuwanie mokrych i rozkładających się liści z ciągów pieszych, a w materiałach kontrolnych wymienia nagromadzone liście, mokrą trawę, mech i błoto wśród typowych źródeł jesiennego poślizgu.
Co rzeczywiście zmniejsza ryzyko poślizgnięcia
Najskuteczniejsze działania nie polegają na obchodzeniu pojedynczych liści, ale na usunięciu warstwy zmieniającej kontakt z podłożem.
HSE wskazuje przede wszystkim na regularne oczyszczanie tras pieszych oraz stosowanie nawierzchni zachowujących odpowiednią odporność na poślizg również po zmoczeniu.
Dla pieszego praktyczne znaczenie mają trzy rzeczy:
- wybór czystszego fragmentu nawierzchni zamiast zwartej warstwy mokrych liści;
- obuwie z podeszwą zapewniającą dobrą przyczepność;
- szczególna ostrożność na schodach, spadkach i podczas gwałtownej zmiany kierunku.
Najbardziej mylące jest to, że nawierzchnia nie musi wyglądać jak zalana wodą. Wilgoć zatrzymana w rozgniecionych liściach może wystarczyć, by warunki tarcia były znacznie gorsze niż kilka metrów dalej na czystym chodniku.
Fizyka jesiennego poślizgu nie sprowadza się więc do prostego stwierdzenia, że „mokre jest śliskie”. Woda ogranicza bezpośredni kontakt, liście tworzą ruchomą i podatną warstwę, a rozdrobniony materiał roślinny może dodatkowo zmienić właściwości powierzchni. Właśnie kombinacja tych czynników sprawia, że niepozorna warstwa mokrych liści potrafi być jednym z najbardziej zdradliwych elementów jesiennego chodnika.
Warto przeczytać także nasz kolejny materiał, w którym szerzej wyjaśniamy podobny temat: „Poza tym” czy „pozatym”? Prosta zasada, dzięki której już się nie pomylisz
