Nieve artificial

La nieve artificial son pequeñas partículas de hielo que se utilizan para aumentar la cantidad de nieve disponible para deportes de invierno como el esquí o el snowboard. Es producido por una máquina que usa una bomba de alta presión para rociar una neblina de agua en el aire frío. Las gotas de agua se cristalizan posteriormente para formar nieve falsa. Las primeras máquinas comercialmente exitosas se desarrollaron en la década de 1950 y se han introducido constantemente mejoras en la tecnología. Con el aumento de la popularidad de los deportes de invierno, se espera que el mercado de la nieve artificial muestre un crecimiento significativo.

Antecedentes

Las máquinas que producen nieve artificial están diseñadas para imitar la forma en que se fabrica la nieve natural. En la naturaleza, los copos de nieve se forman cuando la temperatura cae por debajo de 32 ° F (0 ° C). El agua atmosférica luego se condensa en partículas en el aire y se cristaliza. Esta acción produce copos de nieve que tienen una variedad de tamaños y formas.

En una máquina de nieve, el agua se mezcla primero con un material nucleante. Luego se presuriza y se fuerza a través de una boquilla atomizadora. Esto rompe el agua en una niebla, que luego se inyecta con aire comprimido para romperla aún más. A medida que sale de la máquina de nieve, la niebla cristaliza en el nucleador y se convierte en pequeñas partículas de hielo parecidas a la nieve. Dependiendo de la calidad de la máquina de nieve, la nieve artificial puede ser tan buena como la nieve natural.

Historial

Aunque la evidencia arqueológica sugiere que los humanos esquiaron por primera vez hace unos 4.000 años, el interés por esta actividad como deporte no comenzó hasta mediados del siglo XIX. En 1883, se celebró el primer concurso internacional en Noruega. El deporte pronto se extendió al resto de Europa y América. A medida que aumentaba la popularidad del esquí, también lo hacía la necesidad de un dispositivo que pudiera proporcionar nieve cuando no estaba disponible de forma natural. Esta necesidad llevó al desarrollo de las primeras máquinas para fabricar nieve artificial.

Una de las primeras máquinas fue patentada a principios del siglo XX. Si bien era funcional, esta máquina era tosca y poco confiable. Las constantes mejoras en el diseño llevaron al desarrollo de una máquina de nieve de aire comprimido en la década de 1950. Esta máquina funcionaba utilizando aire comprimido para forzar el agua a través de una boquilla. La boquilla rompería el agua en gotitas más pequeñas, que posteriormente cristalizarían. El dispositivo Pierce, que lleva el nombre de su inventor, fue lo suficientemente eficaz como para que la mayoría de las estaciones de esquí lo usaran. Sin embargo, tenía sus inconvenientes, en particular, la boquilla tendía a obstruirse y requería una gran cantidad de aire comprimido. Esto hizo que su funcionamiento fuera costoso. Además, la máquina era bastante ruidosa y la nieve que producía tendía a ser más húmeda y helada.

Durante la década de 1970, se introdujeron una variedad de innovaciones en las máquinas que mejoraron la calidad y el método de producción de nieve artificial. Una mejora fue la adición de una base giratoria y un ventilador. El ventilador alejaría la nieve recién creada de la máquina más que el aire comprimido solo y la base giratoria permitía cambiar la dirección de la nieve. Esto hizo posible cubrir un área mucho más grande con una sola máquina. Otra mejora fue la introducción de una máquina de ventilador con conductos. Estas máquinas eran portátiles, por lo que era posible utilizarlas en toda la pista de esquí. Eran superiores a las máquinas de aire comprimido porque eran significativamente más silenciosas y su funcionamiento era más económico.

En 1975, Steve Lindow, un estudiante graduado de la Universidad de Wisconsin, descubrió un agente nucleante. Mientras investigaba un método para proteger a las plantas del daño causado por las heladas, encontró una proteína que atrae las moléculas de agua y las ayuda a formar cristales. Pronto se dio cuenta de que este sería un material útil para hacer nieve artificial. El material se registró entonces como marca registrada y ahora se vende con el nombre comercial Snomax.

A medida que la electrónica mejoró, también lo hicieron los controles de las máquinas de fabricación de nieve artificial. Se agregaron controles por computadora, al igual que sensores que podían detectar automáticamente los requisitos de nieve. También se agregaron ventiladores de mayor potencia. Varias otras innovaciones llevaron a máquinas que podían producir mejor nieve y más. Hoy en día, casi todas las estaciones de esquí emplean algún tipo de sistema de fabricación de nieve artificial para mejorar las condiciones de esquí y aumentar la duración de la temporada de esquí.

Materias primas

El agua es el ingrediente principal necesario para fabricar nieve artificial. Sin embargo, dado que las áreas de esquí están ubicadas en las montañas, encontrar un suministro de agua adecuado suele ser un problema. Si hay ríos o arroyos cercanos, se pueden utilizar. De lo contrario, se crean estanques o presas en la base de la montaña para producir un suministro de agua de almacenamiento. Luego, el agua se bombea a las máquinas de fabricación de nieve cuando es necesario.

Además de agua, también se requiere aire comprimido y un material nucleante para hacer nieve. El aire comprimido se obtiene mediante una bomba. El agente nucleante es una proteína biodegradable, que hace que las moléculas de agua formen cristales a una temperatura más alta de lo normal. Se obtiene de una cepa no tóxica de una bacteria llamada Pseudomonas syringae. En promedio, este material puede aumentar la cantidad de nieve producida por una máquina en un 50%. También ayuda a producir copos más ligeros y secos.

Diseño

La parte más importante de cualquier sistema de fabricación de nieve es la máquina de fabricación de nieve llamada cañón de nieve o pistola de nieve. Hay una variedad de diseños disponibles, sin embargo, la mayoría contiene elementos comunes que incluyen compresores, bombas, ventiladores y controles.

Una pieza central de la máquina de hacer nieve es el conjunto del ventilador. Esta parte es responsable de convertir la mezcla de aire / agua en gotitas diminutas y soplarla hacia la pendiente. Es similar a un ventilador doméstico portátil típico. Tiene una pala de hélice giratoria unida a un motor de velocidad variable. Unidas a las palas hay paletas curvas que dirigen el flujo de aire de forma lineal. El ventilador está alojado en un conducto de acero alargado que está abierto en ambos extremos. A medida que se mueven las aspas del ventilador, se aspira aire desde un lado del conducto. Este lado está cubierto con una pantalla para evitar que entren objetos extraños en el conjunto. Los mecanismos que controlan los ingredientes principales de la nieve están ubicados en la parte frontal o en el extremo de descarga del conducto del ventilador. Esto incluye un rociador de agua, una bomba de aire comprimido y un dispositivo de nucleación. El dispositivo de nucleación contiene un depósito lleno de un agente de nucleación. Se bombea agua a través de este depósito y se incorpora la proteína.

Durante el proceso de fabricación de nieve, el conjunto del ventilador se une a una variedad de piezas. Para obtener agua y aire, las mangueras están conectadas al conjunto del ventilador. Estas mangueras están conectadas a una serie de compresores y bombas que mueven el aire y el agua a través de las tuberías hacia la montaña. Para aumentar la cobertura de la nieve, el conjunto del ventilador se monta en un soporte oscilante o yugo. Dependiendo del diseño, la colocación del yugo puede estar justo fuera del suelo o adjuntarse a una torre alta. Se pueden conectar palancas al yugo, que puede ajustar el ángulo en el que la nieve sale de la máquina. Normalmente, una caja de control para la máquina se encuentra en la base del yugo. Esto incluye interruptores para operar cosas como el flujo de agua, la rotación del ventilador y la velocidad de oscilación. La caja de control puede ser operada por una computadora remota.

El
proceso de fabricación

La producción de nieve artificial requiere una serie de dispositivos que pueden mover agua y aire por la montaña, combinarlos con un nucleador. Una pieza central de la máquina de fabricación de nieve es el conjunto del ventilador. Esta parte es responsable de convertir la mezcla de aire / agua en gotitas diminutas y soplarla hacia la pendiente. Es similar a un ventilador doméstico portátil típico. material y rocíelos en el aire como pequeñas gotas. Por lo general, el sistema se instala durante los meses de verano y se opera por la noche después de que las pistas se han cerrado.

Instalación del sistema

• 1 La fabricación de nieve artificial requiere la instalación de un sistema completo en la ladera de la montaña. Este sistema incluye una serie de tuberías de agua, cables eléctricos, bombas y compresores, además de las máquinas para hacer nieve. Primero, se dibujan planos que muestran el diseño del sistema. Luego, las tuberías de agua y los cables se colocan en largas zanjas que atraviesan toda la pendiente. Las trincheras deben cavarse a una profundidad significativa para que el agua no se congele durante los meses de invierno. En varios puntos a lo largo de la línea de agua, se instalan válvulas y mangueras para llevar agua a la superficie. Se colocan fardos de heno a su alrededor para protegerlos.

Mezcla de agua con otros componentes

• 2 La fabricación de nieve se suele realizar de noche y requiere un seguimiento constante. Por lo general, solo se realiza cuando la temperatura exterior es de 28 ° F (-2,2 ° C) o menos. Varias máquinas de nieve están conectadas a las líneas de agua a lo largo de la pendiente. Cuando se encienden las máquinas, comienza el proceso de fabricación de nieve. El agua se bombea primero a la montaña a las distintas máquinas. Dependiendo del tipo de máquina, el agua se puede mezclar con el material nucleante antes del bombeo o cuando ingresa por primera vez a la máquina.

Creando la nieve

• 3 Luego, el agua se mezcla con aire comprimido y se bombea a través de un ventilador de alta potencia. El ventilador puede rociar la mezcla cerca de 60 pies (18,3 m) en el aire. Al salir de la máquina, el agua cristaliza y forma nieve. La nieve se amontona en grandes montículos conocidos como ballenas. En este punto, se puede analizar la nieve y ajustar las máquinas para producir nieve de la mejor calidad.
• 4 Cuando una pila de nieve artificial es significativamente alta, la máquina de fabricación de nieve se apaga. Con un rendimiento óptimo, una máquina de nieve puede producir suficiente nieve para cubrir un acre en aproximadamente 2 horas. A continuación, se deja que la ballena cuaje o se cure durante dos o tres días. Esto permite que el exceso de agua se drene y ayuda a producir una nieve más blanda.

Moviendo la nieve

• 5 Después del proceso de curado, la pila de nieve está lista para ser arreglada. Con un arado especial, la nieve se alisa sobre la superficie de esquí. Mientras se mueve, se envía a través de un dispositivo de labranza. Esto esponja la nieve, haciéndola más esquiable.

Control de calidad

La producción de nieve artificial que sea tan buena o mejor que la nieve natural requiere importantes medidas de control de calidad. Antes de la producción, se comprueba el material nucleante para asegurarse de que cumple con las especificaciones adecuadas. Mientras se hace la nieve, se analiza la calidad, apariencia y humedad del cristal. La relación aire / agua se puede ajustar para mejorar la calidad de la nieve. Si la nieve es de la mejor calidad, durará más, mantendrá mejor su forma y será más fácil de arreglar.

El futuro

Las deficiencias de la tecnología actual de fabricación de nieve artificial sugieren posibles mejoras en el futuro. Actualmente, el ruido que generan estas máquinas es un problema. Si bien se han hecho intentos para reducir el sonido, las máquinas del futuro serán aún más silenciosas. Otra limitación de las máquinas de fabricación de nieve es su estrecho rango de temperatura de funcionamiento. Las máquinas nuevas pueden producir nieve a temperaturas superiores a los 28 ° F (-2,2 ° C). Estas máquinas también pueden producir nieve de mayor calidad en menos tiempo.