Neve artificial

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Neve artificial são pequenas partículas de gelo usadas para aumentar a quantidade de neve disponível para esportes de inverno, como esqui ou snowboard. É produzido por uma máquina que usa uma bomba de alta pressão para borrifar uma névoa de água no ar frio. As gotículas de água posteriormente se cristalizam para formar neve falsa. As primeiras máquinas com sucesso comercial foram desenvolvidas na década de 1950 e melhorias na tecnologia foram introduzidas de forma constante. Com o aumento da popularidade dos esportes de inverno, o mercado de neve artificial deverá apresentar um crescimento significativo.

Antecedentes

As máquinas que produzem neve artificial são projetadas para imitar a forma como a neve natural é feita. Na natureza, flocos de neve são formados quando a temperatura cai abaixo de 0 ° C (32 ° F). A água atmosférica então se condensa nas partículas do ar e se cristaliza. Essa ação produz flocos de neve de diversos tamanhos e formas.

Em uma máquina de neve, a água é primeiro misturada com um material nucleante. Em seguida, é pressurizado e forçado através de um bico atomizador. Isso quebra a água em uma névoa, que é então injetada com ar comprimido para quebrá-la ainda mais. Ao sair da máquina de neve, a névoa se cristaliza no nucleador e se transforma em minúsculas partículas de gelo parecidas com a neve. Dependendo da qualidade da máquina de neve, a neve artificial pode ser tão boa quanto a neve natural.

História

Embora as evidências arqueológicas sugiram que os humanos esquiaram pela primeira vez há cerca de 4.000 anos, o interesse por essa atividade como esporte só começou em meados do século XIX. Em 1883, a primeira competição internacional foi realizada na Noruega. O esporte logo se espalhou para o resto da Europa e América. À medida que a popularidade do esqui aumentou, também aumentou a necessidade de um dispositivo que pudesse fornecer neve quando ela não estivesse naturalmente disponível. Essa necessidade levou ao desenvolvimento das primeiras máquinas para fazer neve artificial.

Uma das primeiras máquinas foi patenteada no início do século XX. Embora fosse funcional, esta máquina era tosca e não confiável. Melhorias constantes no design levaram ao desenvolvimento de uma máquina de fazer neve com ar comprimido na década de 1950. Esta máquina funcionava usando ar comprimido para forçar a água através de um bico. O bico quebraria a água em gotículas menores, que posteriormente se cristalizariam. O dispositivo Pierce, que leva o nome de seu inventor, era eficaz o suficiente para que a maioria das estações de esqui o usasse. No entanto, tinha suas desvantagens, principalmente, o bico tendia a entupir e exigia uma quantidade muito elevada de ar comprimido. Isso tornava seu funcionamento caro. Além disso, a máquina era muito barulhenta e a neve que ela produzia tendia a ser mais úmida e gelada.

Durante a década de 1970, uma variedade de inovações foram introduzidas nas máquinas que melhoraram a qualidade e o método de produção de neve artificial. Uma melhoria foi a adição de uma base giratória e ventilador. O ventilador levaria a neve recém-criada para mais longe da máquina do que o ar comprimido sozinho e a base giratória permitia que a direção da neve fosse alterada. Isso possibilitou cobrir uma área muito maior com uma única máquina. Outra melhoria foi a introdução de uma máquina de ventilação canalizada. Essas máquinas eram portáteis, o que possibilitava seu uso em toda a pista de esqui. Eles eram superiores às máquinas de ar comprimido porque eram significativamente mais silenciosos e tinham menos custos de operação.

Em 1975, um agente nucleante foi descoberto por Steve Lindow, um estudante graduado da Universidade de Wisconsin. Ao investigar um método para proteger as plantas dos danos causados ​​pela geada, ele encontrou uma proteína que atrai moléculas de água e as ajuda a formar cristais. Logo percebeu-se que este seria um material útil para fazer neve artificial. O material foi então registrado e agora é vendido com o nome comercial Snomax.

À medida que a eletrônica melhorava, o mesmo acontecia com os controles das máquinas de fazer neve artificial. Controles de computador foram adicionados, assim como sensores que podem detectar automaticamente os requisitos de neve. Ventiladores de maior potência também foram adicionados. Várias outras inovações levaram a máquinas que podiam produzir neve melhor e mais neve. Hoje, quase todas as estações de esqui empregam algum tipo de sistema de produção de neve artificial para melhorar as condições de esqui e aumentar a duração da temporada de esqui.

Matérias-primas

A água é o ingrediente principal necessário para fazer neve artificial. No entanto, como as áreas de esqui estão localizadas em montanhas, encontrar um abastecimento de água apropriado costuma ser um problema. Se houver rios ou riachos próximos, eles podem ser usados. Caso contrário, lagoas ou represas são criadas na base da montanha para produzir um estoque de água. A água é então bombeada para as máquinas de fazer neve quando necessário.

Além de água, ar comprimido e um material nucleante também são necessários para fazer neve. O ar comprimido é obtido por meio de uma bomba. O agente de nucleação é uma proteína biodegradável, que faz com que as moléculas de água formem cristais a uma temperatura mais alta do que o normal. É obtido a partir de uma cepa não tóxica de uma bactéria chamada Pseudomonas syringae. Em média, este material pode aumentar a quantidade de neve produzida por uma máquina em 50%. Também ajuda a produzir flocos mais leves e secos.

Design

A parte mais importante de qualquer sistema de fabricação de neve é ​​a máquina de fabricação de neve chamada canhão de neve ou arma de neve. Uma variedade de designs está disponível, no entanto, a maioria contém elementos comuns, incluindo compressores, bombas, ventiladores e controles.

Uma peça central da máquina de fazer neve é ​​o conjunto do ventilador. Esta parte é responsável por converter a mistura ar / água em pequenas gotículas e soprá-la para a encosta. É semelhante a um ventilador doméstico típico. Ele tem uma lâmina de hélice giratória conectada a um motor de velocidade variável. Presas às lâminas estão aletas curvas que direcionam o fluxo de ar de maneira linear. O ventilador é envolto em um duto de aço alongado que é aberto em ambas as extremidades. Conforme as pás do ventilador se movem, o ar é aspirado de um lado do duto. Este lado é coberto com uma tela para evitar que objetos estranhos entrem na montagem. Os mecanismos que controlam os ingredientes principais da neve estão localizados na frente, ou extremidade de descarga, do duto do ventilador. Isso inclui um spray de água, bomba de ar comprimido e um dispositivo de nucleação. O dispositivo de nucleação contém um reservatório cheio com um agente de nucleação. A água é bombeada através deste reservatório e a proteína é incorporada.

Durante o processo de fabricação de neve, o conjunto do ventilador é conectado a uma variedade de peças. Para obter água e ar, as mangueiras são conectadas ao conjunto do ventilador. Essas mangueiras são conectadas a uma série de compressores e bombas que movem ar e água por meio de canos, subindo a montanha. Para aumentar a cobertura da neve, o conjunto do ventilador é montado em um suporte oscilante, ou manche. Dependendo do projeto, a colocação da culatra pode ser logo acima do solo ou fixada em uma torre alta. As alavancas podem ser conectadas ao manche, que pode ajustar o ângulo em que a neve sai da máquina. Uma caixa de controle para a máquina normalmente está localizada na base do garfo. Isso inclui interruptores para operar coisas como fluxo de água, rotação do ventilador e velocidade de oscilação. A caixa de controle pode ser operada por um computador remoto.

O processo de fabricação

A produção de neve artificial requer uma série de dispositivos que podem mover a água e o ar montanha acima, combinando-os com um sistema de nucleação Uma peça central da máquina de fazer neve é ​​o conjunto do ventilador. Esta parte é responsável por converter a mistura ar / água em pequenas gotículas e soprá-la para a encosta. É semelhante a um ventilador doméstico típico. material e borrife-os no ar como pequenas gotas. Normalmente, o sistema é instalado durante os meses de verão e operado à noite após o fechamento das pistas.

Instalação do sistema

• 1 A fabricação de neve artificial requer a instalação de um sistema completo na encosta da montanha. Este sistema inclui uma série de tubos de água, cabos elétricos, bombas e compressores, além das máquinas de fazer neve. Primeiro, são traçados planos mostrando o layout do sistema. Em seguida, os tubos e cabos de água são colocados em longas valas que atravessam toda a encosta. As trincheiras devem ser cavadas com bastante profundidade para que a água não congele durante os meses de inverno. Em vários pontos ao longo da linha de água, válvulas e mangueiras são instaladas para trazer água para a superfície. Fardos de feno são colocados em volta deles para proteção.

Mistura de água com outros componentes

• 2 A produção de neve normalmente é feita à noite e requer monitoramento constante. Normalmente, isso só é feito quando a temperatura externa é de 28 ° F (-2,2 ° C) ou inferior. Várias máquinas de neve são conectadas às linhas de água em toda a encosta. Quando as máquinas são ligadas, o processo de fabricação de neve começa. A água é primeiro bombeada montanha acima para as várias máquinas. Dependendo do tipo de máquina, a água pode ser misturada com o material de nucleação antes do bombeamento ou quando ele entra pela primeira vez na máquina.

Criando a neve

• 3 A água é então misturada com ar comprimido e bombeada por um ventilador de alta potência. O ventilador pode pulverizar a mistura cerca de 18,3 m no ar. Ao sair da máquina, a água se cristaliza e forma neve. A neve se amontoa em grandes montes conhecidos como baleias. Neste ponto, a neve pode ser analisada e as máquinas são ajustadas para produzir neve da melhor qualidade.
• 4 Quando uma pilha de neve artificial é significativamente alta, a máquina de fazer neve é ​​desligada. Com desempenho ideal, uma máquina de neve pode produzir neve suficiente para cobrir um acre em cerca de 2 horas. A baleia pode então endurecer, ou curar, por dois a três dias. Isso permite que o excesso de água escorra e ajuda a produzir uma neve mais macia.

Movendo a neve

• 5 Após o processo de cura, o monte de neve está pronto para ser escovado. Usando um arado especial, a neve é ​​alisada na superfície de esqui. Enquanto está sendo movido, ele é enviado por meio de um dispositivo de cultivo. Isso afofa a neve, tornando-a mais esquiável.

Controle de qualidade

A produção de neve artificial tão boa ou melhor do que a neve natural requer medidas de controle de qualidade significativas. Antes da produção, o material de nucleação é verificado para garantir que atenda às especificações apropriadas. Enquanto a neve está sendo feita, ela é analisada quanto à qualidade do cristal, aparência e umidade. A proporção ar / água pode ser ajustada para melhorar a qualidade da neve. Se a neve for da mais alta qualidade, ela durará mais, manterá sua forma melhor e será mais fácil de limpar.

O Futuro

As deficiências da atual tecnologia de fabricação de neve artificial sugerem possíveis melhorias no futuro. Atualmente, o ruído gerado por essas máquinas é um problema. Embora tenham sido feitas tentativas para reduzir o som, as futuras máquinas serão ainda mais silenciosas. Outra limitação das máquinas de fazer neve é ​​sua estreita faixa de temperatura de operação. Novas máquinas podem ser capazes de produzir neve em temperaturas acima de 28 ° F (-2,2 ° C). Essas máquinas também podem produzir neve de melhor qualidade em menos tempo.