skionline.pl stacje przeczytaj wyślij link znajomemu wydrukuj dodaj komentarz

Co z tym śniegiem? cz. II - sztuczny, ale czy gorszy?

2016.11.10
Co z tym śniegiem? cz. II - sztuczny, ale czy gorszy?
Kliknij, aby powiększyć.
Co z tym śniegiem? cz. II - sztuczny, ale czy gorszy?
Skąd się bierze sztuczny śnieg? Na to pytanie odpowiedzieć potrafi każdy narciarz. A jak powstaje? Z tym już jest większy kłopot, ale większość i na to pytanie potrafi odpowiedzieć. Z pozoru sprawa wydaje się prosta - woda pod ciśnieniem podawana jest do armatki, tudzież lancy, ta z kolei ją rozpyla w powietrzu, gdzie małe kropelki zamarzają tworząc śnieg. Na pierwszy rzut oka tak jest, ale gdy przyjrzymy się w szczegółach sprawa jest nieco bardziej skomplikowana. Otóż większości ludzi wydaje się, że zamarzanie wody zależy tylko od temperatury - kiedy spada poniżej zera, woda automatycznie zamarza. Nic z tego - nie jest to takie proste.

Warto przeczytać:

Zobacz także:

Otóż, żeby rozpoczął się proces zamarzania wody, czyli tworzenia kryształków lodu, konieczne są drobne zanieczyszczenia - cząstki pyłu czy innych drobnych zanieczyszczeń, które tworzą zarodki, na ściankach których zaczyna się proces krystalizacji. Ten proces nazywany jest fachowo nukleacją, a drobiny niezbędne do krystalizacji lodu noszą dumna nazwę "jąder nukleacji". Woda destylowana, pozbawiona jakichkolwiek jąder nukleacji zamarza dopiero przy temperaturze ok. -40°C! Trudno to sobie wyobrazić, ale tak jest w rzeczywistości. Normalna woda wystrzelona z armatki zamarza w temperaturze ok. -8°C. To dużo więcej, ale nadal jeszcze trudne do uzyskania w naszych krajowych warunkach, zwłaszcza na początku i na końcu sezonu.

Na dodatek, woda dostarczana do armatek powinna być przefiltrowana, zanieczyszczenia bowiem niekorzystnie wpływają na sprzęt - zatykają dysze, których celem jest jak największe rozdrobnienie wody. Dlatego by podwyższyć maksymalnie temperaturę zamarzania kropel wody stosuje się specjalne preparaty. W tym miejscu na pewno niejeden zada sobie pytanie - dobrze, dobrze, skoro dodaje się do wody preparaty, to te skondensowane w śniegu, po roztopach wpływają na zanieczyszczenie wody i gleby, nieprawdaż? Muszę uspokoić - stosowane preparaty białkowe nie zanieczyszczają środowiska - przynajmniej dotychczas tego nie stwierdzono, a są one używane w Europie i USA już od ponad 15 lat. Dzięki ich zastosowaniu woda zamarza już przy -2°C.

Co z tym śniegiem? cz. II - sztuczny, ale czy gorszy? fot. J.Ciszak
Co z tym śniegiem? cz. II - sztuczny, ale czy gorszy? fot. J.Ciszak

Ale to jeszcze nie wszystkie czynniki, które wpływają na warunki powstawania sztucznego śniegu. Po wystrzeleniu z naszego urządzenia kropla wody dostanie się do atmosfery, jej temperatura zacznie gwałtownie spadać na skutek parowania i zjawiska wymiany ciepła. Proces ten będzie trwał aż do momentu osiągnięcia stanu równowagi termicznej czyli tzw. "mokrej" temperatury, mierzonej jako temperatura wilgotnej rurki termometru. Wysokość "mokrej" temperatury zależy od stopnia nagrzania i względnej wilgotności powietrza. Już spieszymy z wyjaśnieniami.

Termometr za oknem zawsze wskazuje tzw. "suchą" czyli "normalną" temperaturę. Jeśli owiniemy go mokrą ściereczką, wówczas zacznie wskazywać inną, niższą wartość. Dzieje się tak dlatego, że woda odparowując, obniża temperaturę, którą termometr mierzy. Im większe parowanie, tym więcej ciepła zostanie odprowadzone, a termometr pokaże niższą temperaturę. Jeżeli powietrze będzie suche, woda odparuje szybciej. Gdy względna wilgotność powietrza wyniesie 100% woda nie przeniknie do atmosfery, a wówczas oba termometry - "mokry" i "suchy" - zmierzą tę samą wartość.

Co z tym śniegiem? cz. II - sztuczny, ale czy gorszy? fot. J.Ciszak
Co z tym śniegiem? cz. II - sztuczny, ale czy gorszy? fot. J.Ciszak

Okazuje się więc, że nie tylko temperatura, ale także i wilgotność powietrza ma znaczenie przy produkcji sztucznego śniegu. Z tego powodu przy -2,2°C i 20% wilgotności względnej oraz przy -6,3°C i 90% wilgotności względnej, mamy do czynienia z identycznymi warunkami do produkcji sztucznego śniegu. Dzieje się tak dlatego, że w obu przypadkach występuje taka sama "mokra" temperatura. Na wilgotność powietrza nie mamy wpływu, również na temperaturę, można natomiast regulować temperaturę wody podawanej do armatki - służą do tego specjalne agregaty schładzające. Idealnie by było, kiedy woda podawana do armatki miałaby temperaturę ok. 0,5°C

Podyskutuj na ten temat na naszym forum

Wszystko? Nie, oczywiście, że nie… Mówiliśmy już o jadrach nukleacji (nukleatorach) i ich wpływie na zamarzanie wody. Woda zawiera mnóstwo obcych domieszek, które zachowują się jak nukleatory. Różne rodzaje substancji kondensują wodę przy różnych temperaturach. Można je podzielić na nukelatory wysokotemperaturowe (jodki, suchy lód, proteiny) i niskotemperaturowe (wapń, sód, powszechnie występujące w przyrodzie minerały). Woda stosowana do wytwarzania sztucznego śniegu, pochodząca z górskich strumieni, rzek lub wodociągu, zawiera duże ilości nukleatorów niskotemperaturowych. To sprawia, że jej temperatura nukleacyjna jest dość niska - jak już powiedzieliśmy - najczęściej ok. -8°C. Wspomniane już powyżej dodatki mają właściwości nukleatorów wysokotemperaturowych, dzięki czemu temperatura zamarzania wzrasta do ok. -3°C.

Tę lekcję już przerobiliśmy, więc przechodzimy dalej. Bardzo istotne jest to, że proces przemiany wody w kryształ lodu inicjuje nukleator z najwyższą temperaturą nukleacji. Z kolei znajdujące się w wodzie nukleatory, są w niej rozmieszczone nierównomiernie. To powoduje, że temperatura zamarzania kropli zależy od jej wielkości - im mniejsza kropla tym mniejsze prawdopodobieństwo, że będzie ona zawierać nukleator wysokotemperaturowy. Najlepsze warunki do wytwarzania sztucznego śniegu występują wtedy, kiedy wszystkie krople zawierają minimum jeden nukleator wysokotemperaturowy i zamarzają przed dotarciem do podłoża. Dlatego krople nie mogą być za małe - nie jest to intuicyjne rozumowanie, ale tak niestety jest.

Co z tym śniegiem? cz. II - sztuczny, ale czy gorszy? fot. J.Ciszak
Co z tym śniegiem? cz. II - sztuczny, ale czy gorszy? fot. J.Ciszak

Duża kropla wody zamarza w temperaturze -3°C. Kiedy rozdzielimy ją na połowę, zamarznie tylko ta część, która zawiera nukleator wysokotemperaturowy. Pozostała ilość wody zacznie marznąć przy dopiero przy -9°C. Jeśli będziemy dalej dzielić krople, to wówczas w temperaturze -3°C zamarznie jedynie 25% objętości wody. Rozwiązaniem jest tu zwiększenie dostawy wody - doświadczenia wykazały, że zwiększenie objętości wody o 20% powoduje wzrost masy wytworzonego śniegu aż o 40%.

A jakie właściwości ma sztuczny śnieg? Dla narciarzy najważniejsze jest to, sztuczny puch jest ok. cztery razy trwalszy niż naturalny - 30 cm pierwszego topnieje tyle samo czasu, co 120 cm drugiego, więc sztuczna pokrywa o grubości ok. 0,5 m, w temperaturze powyżej zera i przy opadach deszczu, powinna utrzymać się na stoku mniej więcej dwa tygodnie. Jego kryształki są dużo mniejsze i gęstsze, a wilgotność najczęściej wynosi ok. 35%. Dlatego nawet przez przygotowania ratrakiem jest twardy i szybki. Niestety ma też wady - w naszych warunkach klimatycznych, przy częstym przechodzeniu temperatury przez punkt 0°C, co wiąże się z rozmarzaniem i zamarzaniem, jest dużo bardziej podatny na zlodzenie niż śnieg naturalny.

Jak widać wszystko to nie jest takie proste, jakby wydawało się na pierwszy rzut oka. Jakość, gęstość i trwałość sztucznie wytworzonego śniegu zależą od wilgotności i temperatury powietrza, a także ciśnienia i temperatury wody. Pojawia się jeszcze jeden czynnik, o którym wspominaliśmy już przy okazji śniegu naturalnego - czas (ktoś to jeszcze pamięta?). W przeciwieństwie do natury - tutaj wszystko dzieje się bardzo szybko. Wszak kropla wody wystrzelona z armatki nie spada z wysokości kilku kilometrów, ani nawet kilkuset metrów. Wszystko jest kwestią kilkunastu sekund i parędziesięciu maksymalnie metrów odległości. Dlatego tak wielkie znaczenie ma sprzęt.

pk/skionline.pl

Tagi: #jak powstawje śnieg #sztuczne naśnieżanie

Powrót

Zobacz
Galeria: Naśnieżanie
Naśnieżanie
Naśnieżanie
Naśnieżanie
Aktualne wiadomości w twojej poczcie!
Jeżeli chcesz otrzymywać cotygodniowy,
bezpłatny narciarski serwis informacyjny skionline.pl
dopisz się do naszego newslettera.


Booking.com
partnerzy ispo.com WorldSkiTest Stowarzyszenie Instruktorów i Trenerów Narciarstwa PZN
www.trentino.plskionline.tv
YouTube | Facebook | Instagram | newsletter | mobile | RSS | reklama | kontakt | polityka prywatności | polityka cookies
Copyright © 1997-2020