Interesujące fakty o technicznym wytwarzaniu śniegu

Naśnieżanie techniczne – często zwane również sztucznym naśnieżaniem – stanowi dzisiaj podstawę turystyki zimowej. Bez naśnieżania ośrodki narciarskie nie byłyby w stanie spełniać rosnących oczekiwań. Badania dowodzą, że najważniejszym kryterium przy wyborze miejsca, w którym spędzimy urlop zimowy, jest gwarancja śniegu. Badania te pokazują także, że obecnie jedynie 20% urlopowiczów jest w stanie zaakceptować niewielką ilość śniegu w zamian za dodatkowe oferty lub usługi hotelowe. Z tego powodu szczególnie w przypadku zaplanowanego z wyprzedzeniem urlopu narciarskiego, urlopowicze wybierają miejsca, które w wybranym terminie mogą zapewnić wystarczającą ilość śniegu dzięki systemom naśnieżania technicznego. Gwarancja śniegu to także decydujące kryterium dla potencjalnych inwestorów. Sztuczny śnieg jest nie tylko bezpośrednią wartością dodaną dla ośrodków narciarskich, umożliwiającą funkcjonowanie kolejek linowych, czy szkółek narciarskich, ale stanowi także pośrednią wartość dodaną dla całego regionu i wpływa na okoliczny przemysł hotelarski i gastronomiczny.

Sztuczny śnieg, tak samo jak śnieg naturalny, składa się wyłącznie z wody i powietrza. Aby zasymulować efekt krystalizacji płatków śniegu występujący w trakcie opadów śniegu, wykorzystuje się armatki śnieżne i lance śnieżne. W przypadku produkcji śniegu technicznego tak zwane nukleatory wytwarzają mieszankę wody i sprężonego powietrza, która w momencie rozpylenia w powietrzu tworzy jądra cząstek śniegu (nuklidy). Dysze wytwornic śniegu rozpylają wodę w formie maleńkich kropelek które łączą się z nuklidami. W drodze na ziemie zamieniają się one w zamarznięte kryształki śniegu. Proces spadania na ziemię jest symulowany przez różne wytwornice śniegu na różne sposoby: W przypadku wytwornic wentylatorowych lub armatek śnieżnych odbywa się to za pośrednictwem dmuchawy, w przypadku lanc śnieżnych wykorzystuje się naturalną, wynoszącą do 10 metrów wysokość z jakiej spada śnieg.

Tak jak w przypadku naturalnych opadów śniegu, przy sztucznym naśnieżaniu temperatura i wilgotność powietrza muszą spełniać określone wymogi. Dlatego też w kontekście naśnieżania mówi się o tak zwanej temperaturze wilgotnego termometru, na którą składa się stosunek temperatury do względnej wilgotności powietrza. Jest ona zawsze niższa niż temperatura otoczenia. Podobnie jak w naturze, śnieg może również powstawać w odpowiednich warunkach w temperaturach zbliżonych do punktu zamarzania. Przy bardzo małej wilgotności powietrza (20%) sztuczny śnieg można wyprodukować nawet w temperaturze termometru suchego +3°C. Temperatura wody także odgrywa istotną rolę. W idealnych okolicznościach powinna być wyższa niż punkt zamarzania.

Najważniejszą temperaturą z punktu widzenia technicznego naśnieżania jest temperatura wilgotnego termometru. Na temperaturę wilgotnego termometru składa się stosunek temperatury powietrza do względnej wilgotności powietrza. Jest ona zawsze poniżej temperatury zewnętrznej. Im bardziej wilgotne jest powietrze, tym mniej wilgoci jest jeszcze w stanie wchłonąć. Dlatego, aby z kropli wody wytworzyły się kryształy śniegu, niezbędna jest niższa temperatura. Urządzenia naśnieżające TechnoAlpin wytwarzają śnieg od temperatury wilgotnego termometru wynoszącej -2,5°C. W przypadku bardzo niskiej wilgotności powietrza, wartość tę można osiągnąć przy lekko dodatniej temperaturze. W przypadku wysokiej wilgotności powietrza niezbędna jest temperatura ujemna. Temperatury bliskie punktowi zamarzania nazywane są temperaturami marginalnymi lub granicznymi.

Sztuczny śnieg, tak jak śnieg naturalny, składa się wyłącznie z wody i powietrza. Jedyna różnica tkwi w sposobie produkcji. Podczas produkcji sztucznego śniegu naśladowany jest proces powstawania śniegu naturalnego. Śnieg naturalny powstaje, kiedy w chmurach maleńkie kropelki wody nagromadzają się na jądrach kondensacji (np. cząsteczkach pyłu) i tam zamarzają. Powstające wtedy sieci kryształów lodu (o wielkości poniżej 0,1 mm) spadają wskutek rosnącej masy. W drodze na ziemię znajdująca się w powietrzu para wodna gromadzi się, powodując coraz większy wzrost kryształów. Wielkość płatków śniegu, które odkładają się w postaci nowego śniegu zależy od temperatury. Jeżeli jest cieplej niż -5°C, tworzą się duże płatki śniegu. W niższych temperaturach powietrze jest bardziej suche, a płatki mniejsze. W przypadku sztucznego śniegu lub śniegu technicznego zasada powstawania śniegu jest taka sama. Różnica polega jedynie tym, że rdzeń śniegu wytwarzany jest z mieszanki wody i sprężonego powietrza za pomocą urządzenia naśnieżającego. Ze względu na mniejszą wysokość upadku sztuczny śnieg ma nieco inną strukturę krystaliczną niż śnieg naturalny i jest gęstszy, ponieważ płatki śniegu są mniejsze.

Właściwym określeniem dla śniegu wytwarzanego przez wytwornice śniegu jest „śnieg techniczny”. Potocznie jest on jednak określany jako sztuczny śnieg. Składa się on wyłącznie z wody oraz powietrza i różni się od śniegu naturalnego wyłącznie tym, że jest wytwarzany przez maszynę. Termin „sztuczny śnieg” właściwie odnosi się bardziej do śniegu z plastiku czy styropianu, wykorzystywanego w branży teatralnej lub filmowej.

Nie. Śnieg techniczny, czyli sztuczny śnieg, powstaje podobnie jak ten naturalny i składa się wyłącznie z wody i powietrza. Woda zmienia po prostu swój stan skupienia, zupełnie jak w przypadku naturalnego śniegu.

Koszty wytworzenia jednego metra sześciennego sztucznego śniegu zależą od indywidualnych warunków panujących w danym miejscu: Na koszty indywidualne wpływ mają między innymi doprowadzenie wody, wydajność pomp, zbiorniki wody oraz warunki naśnieżania. W publikacjach branżowych mówi się najczęściej o cenie 3,5–5 euro za metr sześcienny śniegu.

Tak samo wyjątkowa jak ośrodek narciarski jest jego instalacja naśnieżająca. Instalacja musi być idealnie dostosowana do warunków naturalnych i wymaga odpowiedniego know-how podczas planowania. Instalacje naśnieżające są bardzo złożonymi instalacjami technicznymi, które obejmują wiele elementów. W obrębie stoku widoczne są najczęściej jedynie urządzenia naśnieżające i punkty przyłączeniowe, które stanowią jednak tylko niewielką część całej instalacji. Woda i powietrze do sztucznego naśnieżania muszą zostać doprowadzone do różnych urządzeń naśnieżających z maszynowni za pomocą podziemnych rurociągów. W maszynowniach znajduje się stacja pomp dla przyłącza wody. Dodatkowo mogą tam być zainstalowane również stacje sprężarkowe, o ile urządzenia naśnieżające nie dysponują własną sprężarką. Woda do sztucznego naśnieżania pochodzi zazwyczaj z cieków wodnych, naturalnych jezior lub sztucznie utworzonych zbiorników. Idealną temperaturę do wytwarzania śniegu zapewniają chłodnie kominowe. Urządzenia naśnieżające muszą być również podłączone do zasilania. Dzięki podziemnym kablom do transmisji danych każde urządzenie naśnieżające jest zintegrowane z automatycznym systemem sterowania i tym samym może być obsługiwane centralnie.

ATASSpro jest inteligentnym oprogramowaniem sterującym, który służy do obsługi systemów naśnieżania. Program gromadzi na bieżąco aktualne dane pochodzące z urządzeń naśnieżających i stacji meteorologicznych, optymalizuje wytwarzanie śniegu, nadzoruje wykorzystanie zasobów oraz wyświetla przejrzyste grafiki poglądowe. ATASSpro jest aktualizowany na bieżąco i rozbudowywany o nowe funkcje.

Do produkcji technicznego śniegu potrzebna jest woda i sprężone powietrze. Sprężone powietrze może być transportowane do urządzeń naśnieżających za pomocą stacji sprężarkowej lub powstaje bezpośrednio w poszczególnych maszynach dzięki wbudowanej sprężarce. Za pomocą podziemnego systemu rur woda trafia do armatki śnieżnej. Sprężone powietrze i woda są schładzane do idealnej temperatury w chłodnicy powietrza i wody, stąd trafiając bezpośrednio do wieńca dyszowego, który składa się z dysz wodnych i nukleatorów. Za pomocą dysz wodnych woda rozpylana jest na małe cząsteczki. W nukleatorach woda jest wtryskiwana do sprężonego powietrza. Dzięki rozprężeniu się w zimnym powietrzu otoczenia powstają nuklidy, małe kryształki lodu, do których mogą przyczepić się maleńkie kropelki wody. Następnie mgiełka wodna i nuklidy zostają rozproszone przez rotor i, jeśli warunki są sprzyjające, zamarzają, tworząc śnieg. Armatki śnieżne wyróżniają się dalekim zasięgiem rozrzutu, dużą wydajnością naśnieżania, małą wrażliwością na wiatr i elastycznym sposobem wykorzystania. Dlatego też stosowane są przeważnie na szerokich stokach, w miejscach z dużym zapotrzebowaniem na śnieg czy otwartych, wietrznych terenach.

TechnoAlpin oferuje trzy rodzaje wytwornic śniegu: wytwornice wentylatorowe (czyli armatki śnieżne), lance śnieżne oraz Snowfactory. W przypadku armatek śnieżnych i lanc śnieżnych zasada wytwarzania śniegu jest taka sama. Różnica polega na ilości produkowanego śniegu, kosztach i zakresie zastosowania. Wyboru odpowiedniej wytwornicy śniegu dokonuje się na podstawie ukształtowania i nachylenia zbocza, temperatury, szerokości stoku, wymaganej ilości śniegu, warunków wiatrowych oraz cyrkulacji powietrza. Oba urządzenia są dostępne zarówno w wersji w pełni zautomatyzowanej, jak i sterowanej ręcznie, i można je wykorzystywać do produkcji śniegu o różnych właściwościach (od całkowicie suchego do mokrego). Od 2014 r. oprócz tych dwóch cieszących się dużą popularnością wytwornic śniegu TechnoAlpin oferuje także Snowfactory – urządzenie do wytwarzania śniegu przy dodatnich temperaturach. Urządzenie to nie powinno służyć jako zamiennik klasycznych systemów naśnieżania, ale jako uzupełnienie i poszerzenie możliwości wykorzystania naśnieżania technicznego.

Dobór właściwej wytwornicy śniegu ma kluczowe znaczenie dla zapewnienia optymalnego wykorzystania ukształtowania terenu i dostępnych zasobów. W zależności od temperatury, szerokości stoku, potrzebnej ilości śniegu, nachylenia oraz warunków wiatrowych podejmuje się decyzję o wyborze armatek śnieżnych albo lanc śnieżnych. Oba urządzenia są dostępne zarówno w wersji w pełni zautomatyzowanej, jak i sterowanej ręcznie, i można je wykorzystywać do produkcji śniegu o różnych właściwościach (od całkowicie suchego do mokrego). Dział badawczy TechnoAlpin cały czas pracuje nad tym, aby zwiększać wydajność wytwornic śniegu TechnoAlpin. Jednocześnie zastosowane urządzenia powinny produkować więcej śniegu, aby obniżać koszty i chronić środowisko. Od 2014 r. oprócz tych dwóch cieszących się dużą popularnością urządzeń naśnieżających firma TechnoAlpin oferuje także Snowfactory – maszynę do wytwarzania śniegu przy dodatnich temperaturach. Urządzenie to nie powinno służyć jako zamiennik klasycznych systemów naśnieżania, ale jako uzupełnienie i poszerzenie możliwości wykorzystania naśnieżania technicznego. Snowfactory nadaje się idealnie do wykorzystania podczas wszystkich wydarzeń, naśnieżania małych odcinków stoku oraz w ośrodkach narciarstwa klasycznego.

Wytwornice wentylatorowe często określa się mianem armatek śnieżnych. Przez wiele lat używano wyłącznie mobilnych wersji tych urządzeń. Wraz z gwałtownym rozwojem naśnieżania terenów popularność zdobyły jednak instalacje montowane na stałe, które nie potrzebują czasu na przygotowanie się do pracy. Wytwornice wentylatorowe wyróżniają się dużym zasięgiem rozrzutu, wysoką wydajnością naśnieżania, małą wrażliwością na wiatr i elastycznym sposobem wykorzystania. Dlatego też stosowane są przeważnie na szerokich stokach, w miejscach z dużym zapotrzebowaniem na śnieg czy otwartych, wietrznych terenach.

Lance śnieżne wytwarzają śnieg w ten sam sposób co wytwornice wentylatorowe. W celu krystalizacji płatków śniegu potrzebna jest jednak większa wysokość, z jakiej spada śnieg, ponieważ w przeciwieństwie do wytwornic wentylatorowych w lancy śnieżnej nie ma turbiny. Sprawia to, że zasięg rozrzutu lancy śnieżnej jest mniejszy, a podatność na działanie wiatru większa. Umożliwia to jednak dokładniejsze naśnieżanie w danym miejscu. Ilość śniegu wytwarzana przez lancę jest porównywalna do ilości wytwarzanej przez małą wytwornicę wentylatorową. Idealnymi obszarami zastosowania są np. węższe odcinki stoku bez szczególnego narażenia na wiatr, trasy łączące lub trasy narciarskie.

SnowFactory to wytwornica śniegu, z której można korzystać także przy dodatnich temperaturach. SnowFactory stanowi uzupełnienie możliwości wykorzystania naśnieżania technicznego. Z tego względu znajduje ona zastosowanie szczególnie w przypadku położonych niżej odcinków stoku lub wydarzeń organizowanych w dużych miastach. SnowFactory wytwarza śnieg dzięki innowacyjnej technice chłodzenia bez dodatku substancji chemicznych. Montaż nie wymaga żadnych skomplikowanych prac budowlanych czy montażowych, dlatego też SnowFactory nadaje się również do montażu tymczasowego.

Ilość wyprodukowanego śniegu zależy od odpowiedniego modelu armatki śnieżnej. Wytwornica wentylatorowa TR10 o największej obecnie na rynku wydajności naśnieżania produkuje w idealnych warunkach około 10 ładunków ciężarówek na godzinę.

Najnowsze armatki śnieżne TechnoAlpin przy użyciu tej samej ilości energii produkują dzisiaj 30% więcej śniegu niż 15 lat temu. Ważna jest przy tym nie tylko efektywność energetyczna samego urządzenia, lecz włączenie wszystkich podzespołów instalacji naśnieżającej: w tym planowanie instalacji, budowa stacji pomp, ale także zrównoważone wykorzystanie zasobów. Zużycie energii przez instalację naśnieżającą zależy od wybranego systemu technicznego, lokalizacji, zaopatrzenia w wodę i warunków klimatycznych. Aby wykorzystanie zasobów ograniczyć do minimum, oprócz zaawansowanych i wysoce wydajnych technologii firma TechnoAlpin opracowała specjalny system sterowania instalacją naśnieżającą, który umożliwia precyzyjne naśnieżanie. Dzięki szczegółowym danym pogodowym i pomiarom grubości pokrywy śnieżnej na groomerach można zagwarantować, że odpowiednie miejsca będą naśnieżane tylko w odpowiednich warunkach. Zastosowanie inteligentnego systemu sterowania znacząco poprawiło bilans energetyczny urządzeń TechnoAlpin w ostatnich latach. Obecnie nowoczesne, w pełni zautomatyzowane instalacje wymagają nawet do 30% mniej energii niż instalacje ręczne.

Podczas produkcji śniegu woda nie jest zużywana tylko wykorzystywana. Wraz z topnieniem śniegu i poprzez parowanie woda jest oddawana później w 100% naturze. W zależności od modelu armatka śnieżna potrzebuje różnej ilości wody na sekundę. Metr sześcienny wody wystarcza zazwyczaj do wytworzenia średnio 2,5 metra sześciennego śniegu. Do podstawowego naśnieżenia (ok. 30 cm wysokości pokrywy śnieżnej) stoku o powierzchni jednego hektara potrzeba ok. 1000 metrów sześciennych wody. Odpowiada to mniej niż jednej trzeciej basenu olimpijskiego.

Koszty wytwornicy śniegu różnią się w zależności od wersji i zastosowania. W pełni zautomatyzowana wytwornica wentylatorowa TR10 jest warta tyle, co samochód typu kombi klasy średniej. Lanca śnieżna kosztuje mniej więcej jedną trzecią tej wartości.

Wszystkie wytwornice śniegu TechnoAlpin są produkowane w siedzibie w Bolzano (Tyrol Południowy/Włochy). W ciągu ostatnich 30 lat wyprodukowano ponad 60 000 urządzeń, które trafiły do ponad 2400 klientów w prawie 50 krajach. Średnio w tygodniu pracy TechnoAlpin produkuje ok. 80–90 armatek śnieżnych.

Urządzenia naśnieżające charakteryzują się bardzo długim okresem eksploatacji. Wiele ośrodków narciarskich korzysta jednocześnie z urządzeń różnych generacji. Wytwornica wentylatorowa M90 jest stosowana z powodzeniem obok najnowszych modeli już od ponad 30 lat. Decyzja o inwestycji w nowe wytwornice śniegu jest najczęściej bardziej kwestią technologii i wydajności niż złego działania urządzenia.

Od 2005 r. firma TechnoAlpin produkuje rocznie ponad 2000 urządzeń naśnieżających. W ostatnich latach średnia sięgnęła ponad 4500 sztuk. Liczba sprzedawanych lanc śnieżnych i armatek śnieżnych jest mniej więcej taka sama.

TechnoAlpin naśnieża nie tylko stoki narciarskie, ale oferuje również rozwiązania dla krytych stokach narciarskich i kopuł śnieżnych (snow dome). Kryte stoki narciarskie oferują prawdziwą zimową przygodę w miejscach, gdzie trudno jest znaleźć naturalny śnieg. Można tu znaleźć zarówno stoki narciarskie, jak i place zabaw. Ponadto obecnie dostępne są sauny śnieżne do najróżniejszych zastosowań, np. w strefach wellness lub sklepach firmowych.

Know-how TechnoAlpin w zakresie rozpylania wody i technologii turbin jest również wykorzystywane poza stokami narciarskimi. W 2011 roku została założona spółka zależna EmiControls, która od tego czasu oferuje indywidualne rozwiązania w zakresie ochrony przed pożarem, pyłem i nieprzyjemnym zapachem. Maszyny EmiControls wyglądają jak armatki śnieżne, ale wykorzystują tę technologię w inny sposób i nie mogą produkować śniegu.