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Innevamento artificiale, cos’è e come funziona?

In relazione ai cambiamenti climatici che interessano l’intero globo, al fine di garantire la copertura nevosa delle piste da sci, diventa sempre più indispensabile l’utilizzo di impianti per la produzione di neve artificiale.

Nel nostro articolo spiegheremo brevemente il funzionamento dei sistemi di innevamento.

Per molte aree alpine gli sport invernali rappresentano la più importante fonte di reddito, per cui la sicurezza della presenza di neve è uno degli elementi chiave dell’offerta turistica.

Negli ultimi 100 anni la temperatura media del pianeta è aumentata di circa 0.6-1ºC. Si può quindi ipotizzare un maggior ricorso alla produzione di neve programmata in relazione alla scarsità delle precipitazioni nevose e appunto, all’aumento delle temperature. Fondamentale è anche l’enorme quantità di neve sparata per gli snowpark, con terrazzamenti che richiedono veramente molta neve.

Scarse sono le ricerche scientifiche in merito alle tecniche e ai mezzi di innevamento artificiale, alla costruzione e al mantenimento delle piste, alle tecnologie impiegate e a tutti preparativi che una pista da sci necessita per essere sfruttata nel migliore dei modi dagli amanti dello sci in generale.


CENNI STORICI

Il primo impiego dell’Innevamento è fatto risalire al 1903, in USA, grazie a Oskar Reynolds che creò il primo prototipo di macchina per produrre piccole palline di ghiaccio. E’ del 1950 la prima macchina per la produzione di vera e propria neve artificiale; Art Hunt, Dave Richey e Wayne Pierce brevettarono il primo sistema ad alta pressione.

Il primo sistema di produzione di neve artificiale ‘’made in Europe’’ è fatto risalire agli anni 60 in Germania , ma è del 1967-68 il primo sistema brevettato, con il nome di ‘’Linde’’, per merito della ditta conosciuta ai giorni nostri come Sufag. Nel 1969 fu costruito, sempre in USA, il primo cannone da neve dall’elevata capacità di produzione ma con un grande consumo di elettricità essendo dotato di un motore da 30 KW.

Nel 1980 l’azienda York (USA) svilupperà il primo sistema completamente automatico; risale a questi anni l’entrata sul mercato di nuove aziende quali Ampitec White e Techno Alpin in Alto Adige. Dal 1990 nuove ditte cominciarono a muoversi nel panorama internazionale come Wintertechnik, Snowstar e HDK. Nel corso degli anni sono state sviluppate nuove macchine ed è stata affinata la tecnica di produzione e ad oggi sono circa 15 le aziende produttrici, americane ed europee, presenti sul mercato internazionale.

L’innevamento programmato è presente in quasi tutto il mondo ed esasperando il suo impiego, possiamo imbatterci anche in situazioni decisamente poco ‘’alpine’’ in cui si sfrutta tale tecnica a scopi di marketing, come nei grandi centri commerciali o nel caso di manifestazioni sciistiche organizzate a scopo di promozione, nelle grandi città.


snowflake-569256_1280In natura i cristalli di neve si formano solo quando si verifica la presenza contemporanea di basse temperature, umidità dispersa nell’atmosfera e nuclei di congelamento. In ambiente aperto le condizioni di temperatura sono difficilmente modificabili, perciò le uniche condizioni su cui si può intervenire per produrre neve artificiale sono l’umidità dell’aria e la presenza di nuclei di congelamento.

L’umidità dell’aria è quindi un fattore fondamentale per la produzione di neve artificiale e l’approvvigionamento nei sistemi di innevamento è generalmente garantito mediante la costruzione di appositi bacini di raccolta.

La neve naturale si forma da gocce di acqua che nell’atmosfera vengono a contatto con nuclei di congelamento, costituiti prevalentemente da particelle di argilla e da pulviscolo atmosferico, per formare granuli di ghiaccio. La sublimazione del vapore acqueo presente nelle nubi sui granuli di ghiaccio, origina i cristalli di neve. Temperatura e grado di umidità sono le variabili che danno ai cristalli di neve naturale forme infinitamente varie.

La produzione di neve è essenzialmente adduzione di acqua e aria compressa, ma avviene attraverso processi che richiedono particolare attenzione:

  • Adduzione: il corpo idrico da cui si preleva deve garantire non solo requisiti quantitativi di acqua, ma anche qualitativi, ossia un buon livello di purezza.

  • Raffreddamento dell’acqua: all’interno della sala pompe l’acqua passa attraverso le torri di raffreddamento che la portano ad una temperatura di circa 2 °C;

  • Pompaggio dell’acqua in linea: l’acqua raffreddata viene pompata lungo la linea di innevamento ad alta e bassa pressione (10-18 bar)

  • Compressione dell’aria: l’aria viene prelevata dall’esterno e compressa tramite grossi compressori collocati in una sala macchine, generalmente attigua alla sala pompe, oppure mediante compressori collocati sugli innevatori stessi; (6-10 bar)

  • Immissione in linea: l’aria viene erogata con apposite tubazioni ai pozzetti che ospitano gli innevatori

Una volta che l’acqua ha raggiunto gli innevatori viene letteralmente “sparata” in aria.


Attualmente esistono tre tipi principali di sistemi per l’innevamento programmato:

A BASSA PRESSIONE

Sono formati da un corpo cilindrico della lunghezza di circa un metro dotato di una ventola ad un’estremità e di ugelli e nucleatori disposti in una o più corone concentriche all’estremità opposta.
I nucleatori sono degli atomizzatori bi-fasico, ovvero dei dispositivi che a bassa temperatura sminuzzano aria ed acqua insieme creando la prima microscopica particella di ghiaccio, detta germe di nucleazione. Essi si trovano di solito sulla corona più esterna della bocca del cannone e sono di solito in numero molto inferiore agli ugelli. Il grande numero di ugelli e la varietà di fori di uscita, spesso regolabili, rendono questo dispositivo molto versatile e adattabile alle varie condizioni climatiche.
L’espulsione delle gocce dal cannone è ottenuta principalmente grazie alla ventola, che di solito consente il trasporto delle gocce a grande distanza.
Il compressore per l’area compressa è di solito posizionato alla base del cannone ed insieme alla turbina, se non correttamente manutenuta, costituisce una fonte di calore che potrebbe influire negativamente sulla qualità della neve.
Il vantaggio della soluzione a bassa pressione è la notevole versatilità: sono autonomi nella produzione di aria compressa, possono addirittura essere montati sui gatti delle nevi. Possono inoltre sparare grosse quantità di neve (500 l/min).

AD ALTA PRESSIONE

Questi innevatori sono costituiti da un’asta di lunghezza variabile sulla quale viene posta una testa cilindrica in cui si miscelano aria e acqua. La nebulizzazione dell’acqua è ottenuta mediante il passaggio attraverso un ugello di emissione di una miscela di acqua e di aria fortemente compressa. L’espansione dell’aria compressa alla pressione atmosferica determina un sensibile raffreddamento dell’acqua che permette di produrre neve artificiale a temperature superiori rispetto al sistema a bassa pressione.
Il vantaggio di questo tipo di innevatori è la facilità d’uso e l’affidabilità, dovuta soprattutto alla mancanza di componenti esterni all’asta (compressori, ventole).
Il principale svantaggio è legato al notevole consumo elettrico per la produzione di aria compressa.

CANNONI LANCIA

Si tratta dell’ultima generazione di neve che sta trovando molti consensi tra i gestori dei comprensori. Si compone di un’asta dell’altezza di 6-10 metri alla cui sommità sitrova una testa che ospita nucleatori ed ugelli. Il metodo di produzione è simile a quello dei cannoni a bassa pressione. Il tempo di volo non è ottenuto tramite la ventola ma tramite l’altezza di nebulizzazione. Di solito questi dispositivi hanno temperature di esercizio inferiori agli altri dispositivi.

Naturalmente gli innevatori sono la parte più importante di un impianti di innevamento, ma una buona produzione di neve non può prescindere dal perfetto funzionamento delle prese d’acqua, le stazioni di pompaggio, le condotte per l’acqua e l’aria, le linee di distribuzione della corrente elettrica, le sonde termo-igrometriche, le stazioni di compressione, le eventuali torri di raffreddamento.


DIFFERENZE TRA NEVE NATURALE E NEVE ARTIFICIALE

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Mentre la neve naturale trae la sua origine da un processo di sublimazione (cioè da un passaggio diretto dallo stato di vapore allo stato solido) a carico del vapore d’acqua atmosferico a temperature vicine a 0° C, la neve artificiale è prodotta mediante la solidificazione, cioè il passaggio da acqua liquida a neve solida.

La neve artificiale si forma prevalentemente da acqua in forma liquida ed è generalmente costituita da cristalli arrotondati. La sua densità è generalmente elevata dato l’alto contenuto di acqua liquida, circa il 15-20% rispetto al 7-10% della neve naturale; contenendo più acqua, la neve artificiale pesa di più: circa 350-400 kg per metro cubo rispetto ai 70-100 kg, della neve naturale.

Una volta al suolo la neve naturale si trasforma in relazione alle condizioni ambientali, secondo processi detti di metamorfismo. La neve artificiale, invece, si evolve poco, se non per la formazione di legami tra i cristalli, dovuti al congelamento dell’acqua interstiziale.

I cristalli naturali appena formati per cattura diretta del vapore ambientale assumono, inizialmente, la forma di una microscopica piastrina esagonale. La forma di accrescimento avviene in modo diverso a seconda delle fasce di temperatura in cui avviene il fenomeno.

L’innevamento artificiale invece è possibile solo con temperature al di sotto dei -3°C, in situazioni di umidità relativa al di sotto del 80% e con l’utilizzo di acqua al di sotto dei 2°C.

La neve artificiale ha fondamentalmente un’altra struttura cristallina rispetto alla neve naturale. E’ più compatta, più permeabile all’aria e quindi meno isolante della neve naturale. Più è presente acqua in forma liquida e più la neve è pesante: la neve artificiale può raggiungere una densità fino a quattro volte quella della neve fresca. La neve artificiale necessita in generale di tempi più lunghi per sciogliersi. Si sono osservati differenze fino a tre settimane.

L’innevamento artificiale perciò, di questi tempi, è molto importante date le scarse precipitazioni e l’importanza dello sci e dello snowboard.

VI ASPETTIAMO AD ASIAGO con le nostre settimane bianche.


Ringraziamo il Maestro di Snowboard Andrea Paganin per averci fornito questo articolo.

Data: 5 giugno 2017   Categoria: News

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