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TUTTO sull'INNEVAMENTO ARTIFICIALE

I cannoni per l'innevamento sono dei veri angeli per i gestori degli impianti di risalita e gli albergatori. In questo DOSSIER vengono svelati tutti i segreti che li riguardano.

In primo piano - 9 Novembre 2006, ore 11.03

La scarsità delle precipitazioni nevose, la loro incostanza, la necessità di garantire un numero elevato di giornate utili alla pratica dello sci ha imposto agli esercenti funiviari di dotarsi di impianti di innevamento sempre più efficienti, sofisticati e produttivi. A fronte di queste richieste, le aziende costruttrici hanno dato vita ad una “gara” ingegneristica che ha fatto fare alla tecnologia dell’innevamento un grande balzo in avanti rispetto agli esordi, rivolgendosi non solo ai cannoni da neve, ma anche alle diverse infrastrutture che compongono un impianto di innevamento al fine di migliorare l’efficienza intrinseca di ogni elemento per ottimizzare tutto il sistema. Un impianto di innevamento è composto quindi non esclusivamente dai cannoni per la produzione della neve, ma anche dai pozzetti per i punti di presa di acqua e corrente dislocati in pista, dalle stazioni di pompaggio e o d’aria compressa, dei punti di prelievo idrico, dalle stazioni meteorologiche, sistemi di telecontrollo e gestione dati. I CANNONI DA NEVE hanno il compito di riprodurre il fenomeno della formazione del cristallo di neve. Si ha quindi la necessità di creare un supporto fisico, necessario alla formazione del cristallo stesso. (un seme, su cui poi "attaccare" le gocce per la formazione dei rami tipici del cristallo di neve.) Siamo quindi andati ad enunciare i due processi fondamentali sui cui si fonda la tecnologia dell’innevamento tecnico: • la nucleazione • la nebulizzazione LA NUCLEAZIONE Il fenomeno di nucleazione permette la formazione dei nuclei che sono la base, il supporto fisico per la formazione dei cristalli di neve sia naturali sia artificiali. In natura la formazione dei nuclei avviene anche in aria attraverso il fenomeno di supersaturazione dell’aria con vapore acqueo, ovvero le goccioline di vapore acqueo si condensano su dei nuclei di sale, terra, polvere sospesi ed hanno una dimensione che si aggira intorno a 1 μm. Questi sono i nuclei di condensazione. Se la temperatura è inferiore agli 0°C è possibile la formazione di nuclei di congelamento che hanno mediamente una dimensione che si aggira intorno ai 20 μm. I nuclei di congelamento sono presenti in natura e sono costituiti da particelle di varia natura, sia minerali, sia organiche. Essi favoriscono il processo di formazione dei cristalli di ghiaccio nelle nubi. Al diminuire della temperatura quindi aumenta il numero di nuclei di congelamento utili alla formazione dei cristalli di neve naturale. Nel cannone da neve la corona di nucleazione permette appunto la formazione di nuclei di congelamento o germe di ghiaccio. La corona di nucleazione è generalmente composta da degli ugelli bifase acqua/aria compressa. L’aria compressa che generalmente ha una pressione di circa 5-8 bar ha il compito td diminuire il diametro delle gocce alla fuoriuscita dell’ugello di nucleazione. Il processo è quindi sostanzialmente di tipo adiabatico e la velocità di uscita ed espansione del fluido acqua/aria compressa permette un brusco abbassamento della temperatura. Le gocce che hanno un diametro intorno ai 35 μm si congelano istantaneamente dando vita appunto ai germi di ghiaccio. La temperatura dell’aria è quindi fondamentale non tanto nei primi 2-3 centimetri dall’ugello ma nei successivi metri di volo per mantenere il germe di ghiaccio in fase solida pronto per essere ingrandito dalle gocce d’acqua fornite dalle altre corone di nebulizzazione presenti sul cannone da neve. La NEBULIZZAZIONE La nebulizzazione delle gocce d’acqua è attuata grazie alle corone presenti alle spalle della corona di nucleazione. L’acqua in pressione (range che varia generalmente dagli 8 ai 35 bar), passa attraverso degli ugelli monofase (solo acqua senza aria) e viene ridotta in gocce del diametro che si aggira intorno ai 150 μm. Le gocce collidendo con i nuclei di condensazione danno vita al fiocco di neve artificiale. Il generatore da neve è quindi descrivibile come un macchina che ha il compito di nucleare e nebulizzare acqua al fine di formare cristalli di neve. La tecnologia applicata a questo tipo di macchine ha dato vita sostanzialmente a due tipi di generatori: • quelli di tipo a ventola; • quelli di tipo ad asta. Fino a qualche tempo fa i generatori venivano suddivisi in alta e bassa pressione a secondo delle pressioni necessarie per il loro funzionamento. Lo sviluppo tecnologico nel campo dell’innevamento ha permesso di ottimizzare i generatori di neve per offrire alla clientela impianti misti, ovvero impianti dove possono trovare posto contemporaneamente sia generatori a ventola sia generatori ad asta. CANNONI A VENTOLA I cannoni a ventola sono macchine costituite da un tubo che alloggia una ventola, da delle corone che hanno il compito come sopra enunciato di nucleare e nebulizzare l’acqua, un compressore per l’aria compressa, un collettore di distribuzione acqua/aria che normalmente alloggia anche un filtro ed un quadro elettrico. La ventola crea un flusso d’aria (mediamente con portate che vanno dagli 8 ai 15 mc/s a 25°C e pressioni dai 500 agli 800 Pa) che ha il compito di allontanare l’acqua dalle corone e permettere così la formazione del cristallo di neve. Il compressore normalmente di tipo a pistoni ha una portata che va mediamente fino ai 450 l/min. a 7 bar. Il collettore ha il compito di distribuire l’acqua alle varie corone. Normalmente nel collettore è presente un filtro dell’acqua così come le valvole manuali o servo comandate per la distribuzione dell’acqua. Il quadro elettrico ha il compito di comandare l’accensione e lo spegnimento della ventola, del compressore, l’apertura o la chiusura delle valvole così come l’accensione e lo spegnimento dei riscaldamenti. CANNONI AD ASTA I cannoni ad asta sono generalmente costituiti da un tubo alto una decina di metri alla cui sommità è posta un testa dove si trovano alloggiati gli ugelli di nucleazione e di nebulizzazione. Il collettore di distribuzione viene alloggiato alla base dell’asta, così come il compressore. In realtà il sistema ad asta richiede una portata di aria generalmente più elevata di un generatore a ventola. Si preferisce quindi per impianti costituiti prevalentemente ad asta di avere un compressore centralizzato e di una rete di distribuzione aria compressa. Il cannone ad asta, se da una parte ha il pregio di essere una macchina essenzialmente più semplice e più economica di un generatore a ventola, ha il difetto a parità di temperatura umida di produrre neve in quantità e qualità inferiore rispetto ad un cannone a ventola. LA TEMPERATURA UMIDA La temperatura umida o meglio la temperatura di bulbo umido è il parametro fondamentale per la formazione della neve programmata La temperatura di bulbo umido è il valore che si ottiene mettendo in relazione la temperatura misurata con il termometro a secco con l’umidità relativa dell’aria. Con il 100% di UR la temperatura di bulbo umido é uguale alla temperatura a bulbo secco. Al diminuire dell’UR, a parità di temperatura di bulbo secco, diminuisce anche la temperatura di bulbo umido. Quindi con basse TBU abbiamo una maggiore efficienza nel produrre neve programmata. Se la TBU è superiore agli 0°C non si possono ottenere dei germi di ghiaccio e quindi parimenti non è possibile ottenere neve programmata. Ci possono essere delle situazioni in cui la temperatura dell’aria è sopra gli 0°C ma l’umidità è molto bassa. Si hanno quindi TBU inferiori agli 0°C e quindi è possibile ottenere della neve programmata. DA SAPERE Sostanzialmente un impianto di innevamento è come un abito su misura che un abile sarto deve cucire e modellare attorno al corpo del proprio cliente. Quindi, per la progettazione di un impianto, si parte dal calcolo della superficie da innevare. Si ottiene così il volume di neve necessario e di conseguenza il volume di acqua. Mediamente da un metro cubo di acqua si ottengono 2,4 metri cubi di neve. Si ha quindi che per innevare 1 m2 di terreno con spessore di 50 cm si usano poco più di 200 litri d’acqua e si ha una densità di circa 450 Kg/mc. Ottenuto quindi il volume di acqua si deve prendere in considerazione il numero di ore richieste per l’innevamento. Il volume di acqua diviso il numero di ore fornisce la portata di acqua oraria della stazione di pompaggio. Da qui partono quindi una serie di congetture e di ipotesi per il corretto dimensionamento dell’impianto, ovvero il numero di cannoni, la grandezza del bacino, la quantità di acqua a disposizione, il dimensionamento delle eventuali cabine elettriche di trasformazione,così come le priorità di innevamento. Il corretto dimensionamento implica quindi una serie di esperienze, non solo rivolte al puro calcolo matematico, ma come in tutti i buoni progetti rivolte al buon senso, al fine di ottenere un impianto bene equilibrato dal punto di vista economico, con un forte sguardo volto a minimizzare l’impatto ambientale.

Autore : A cura dell'Aineva, centro valanghe di Arabba. Rielaborazione ed adattamento di Alessio Grosso.

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