Se manca la neve. Cannoni e Tecniche di innevamento artificiale.

Il primo impiego dell'innevamento programmato viene fatto risalire all'inverno 1948, in Connecticut (USA), grazie all'intraprendenza di un gestore di una stazione sciistica il quale, per ovviare alla mancanza di neve, decise di trasportare sulle piste da sci circa 500 tonnellate di ghiaccio che, opportunamente lavorate, permisero l'apertura della stazione per circa due settimane.  I costi furono però elevatissimi e, nell'inverno successivo lo stesso gestore del comprensorio presentò un prototipo di macchinario per la produzione di neve artificiale che diventò operativo nel 1950.

Il funzionamento di un innevatore è concettualmente molto semplice e tenta di riprodurre le condizioni naturali in cui, alla presenza di basse temperature, si ritrovano sospesi nell'atmosfera germi di nucleazione e umidità dispersa.  In ambiente aperto le condizioni di temperatura sono difficilmente modificabili, e quindi i cannoni possono agire sostanzialmente sugli altri due fattori; le due componenti chiave degli innevaori sono quindi i nucleatori e gli ugelli.

Un nucleatore è un atomizzatore bi-fasico, ovvero un dispositivo che a bassa temperatura sminuzza aria ed acqua insieme creando la prima microscopica particella di ghiaccio, detta germe di nucleazione. Gli ugelli hanno invece il compito di polverizzare l'acqua in aria e creano le condizioni di umidità affinché, grazie alle basse temperature, il germe di nucleazione incorpori nuove particelle di acqua ghiacciata e si ingrandisca fino a divenire un fiocco.

Il processo di ingrandimento di un germe di nucleazione è una trasformazione che comporta la cessione di calore da parte del sistema all'atmosfera e richiede tempo per la formazione dei cristalli (il cosiddetto "tempo di volo"). Di solito si differenziano le tipologie di innevatori in funzione della modalità di nucleazione e della tecnica usata per garantire un "tempo di volo" adeguato.

Cannoni a bassa pressione.
Sono formati da un corpo cilindrico della lunghezza di circa un metro dotato di una ventola ad un'estremità e di ugelli e nucleatori disposti in una o più corone concentriche all'estremità opposta. 
I nucleatori si trovano di solito sulla corona più esterna della bocca del cannone e sono di solito in numero molto inferiore agli ugelli.  Il grande numero di ugelli e la varietà di fori di uscita, spesso regolabili, rendono questo dispositivo molto versatile e adattabile alle varie condizioni climatiche.
L'espulsione delle gocce dal cannone è ottenuta principalmente grazie alla ventola, che di solito consente il trasporto delle gocce a grande distanza.
Il compressore per l'area compressa è di solito posizionato alla base del cannone ed insieme alla turbina, se non correttamente manutenuta, costituisce una fonte di calore che potrebbe influire negativamente sulla qualità della neve.
Il vantaggio della soluzione a bassa pressione è la notevole versatilità: sono autonomi nella produzione di aria compressa, possono addirittura essere montati sui gatti delle nevi. Possono inoltre sparare grosse quantità di neve (500 l/min).

Cannoni ad alta pressione.
Questi innevatori sono costituiti da un'asta di lunghezza variabile (3-8 metri) sulla quale viene posta una testa cilindrica in cui si miscelano aria e acqua.  La nebulizzazione dell'acqua è ottenuta mediante il passaggio attraverso un ugello di emissione di una miscela di acqua e di aria fortemente compressa.  L'espansione dell'aria compressa alla pressione atmosferica determina un sensibile raffreddamento dell'acqua che permette di produrre neve artificiale a temperature superiori rispetto al sistema a bassa pressione.
Il vantaggio di questo tipo di innevatori è la facilità d'uso e l'affidabilità, dovuta soprattutto alla mancanza di componenti esterni all'asta (compressori, ventole).
Il principale svantaggio è legato al notevole consumo elettrico per la produzione di aria compressa: infatti questi innevatori necessitano di grossi compressori (potenze si circa 200-400kW) che pompino aria ai vari pozzetti nei quali sono collocate le tubazioni, di solito poste parallelamente alle tubazioni dell'acqua.
Meccanismi di controllo computerizzato garantiscono a questi sistemi la migliore resa produttiva in relazione a umidità, temperatura e velocità del vento.

Cannoni a "lancia"
Si tratta dell'ultima generazione di neve che sta trovando molti consensi tra i gestori dei comprensori.  Si compone di un'asta dell'altezza di 6-10 metri alla cui sommità sitrova una testa che ospita nucleatori ed ugelli. Il metodo di produzione è simile a quello dei cannoni a bassa pressione. Il tempo di volo non è ottenuto tramite la ventola ma tramite l'altezza di nebulizzazione.  Di solito questi dispositivi hanno temperature di esercizio inferiori agli altri dispositivi.

Come descritto in precedenza, i cristalli di neve naturale normalmente si formano attorno a germi di nucleazione su cui le molecole d'acqua possono condensarsi.  Queste particelle sono indispensabili per la formazione dei cristalli di neve; l'acqua distillata, priva di impurità, può infatti rimanere allo stato liquido anche ad una temperatura di -40°C. L'incremento del numero di germi di nucleazione può determinare un aumento delle rese produttive di neve artificiale e tale principio è alla base dell'impiego di additivi quali le proteine batteriche.
Le proteine della parete cellulare di numerosi batteri sono caratterizzate da notevoli proprietà e favoriscono il congelamento ottimale dell'acqua anche a temperature prossime agli 0°C.
Questi batteri sono presenti comunemente in natura su differenti specie vegetali quali frumento, avena e orzo e le loro cellule liofilizzate sono attualmente impiegate come additivi nella produzione di neve artificiale. Si tratta di prodotti generalmente commercializzati in pellets, che vengono disciolti nell'acqua destinata alla produzione della neve artificiale. L'impiego di questi additivi consente di ottenere una maggiore quantità di neve, più leggera e lavorabile.
Indagini condotte negli Stati Uniti ed in altre nazioni non sembrano evidenziare effetti collaterali nell'impiego di questi additivi ed attualmente circa la metà dei comprensori sciistici in Nord America li utilizza.

Naturalmente gli innevatori sono la parte più importante di un impianti di innevamento, ma una buona produzione di neve non può prescindere dal perfetto funzionamento delle prese d'acqua, le stazioni di pompaggio, le condotte per l'acqua e l'aria, le linee di distribuzione della corrente elettrica, le sonde termo-igrometriche, le stazioni di compressione, le eventuali torri di raffreddamento.

Angelo Bonorino
www.angelobonorino.com