Neve artificiale

La neve artificiale è neve prodotta artificialmente, con mezzi che trasformano, con condizioni climatiche favorevoli, una certa quantità di acqua in neve. Nelle località sciistiche sono sempre più diffusi gli impianti di innevamento artificiale, che sono in grado di innevare anche il 100% delle piste da sci in assenza di innevamento naturale. E' in atto un acceso dibattito in merito alla opportunità di procedere o meno con tali tecniche. La posizione ecologista è contraria per i seguenti motivi:

• Utilizzo di additivi inquinanti nella produzione di neve artificiale
• Struttura fisica diversa del manto nevoso prodotto artificialmente.
• Grande consumo di acqua ed energia.
• Inquinamento acustico durante il funzionamento di tali impianti.
• Modifiche ambientali dovute alla costruzione degli impianti di innevamento artificiale

La posizione a favore invece considera i seguenti aspetti:

• Mantenimento e pieno utilizzo degli impianti turistici anche in stagioni o periodi poco favorevoli.
• Forte ricaduta positiva sulla economia delle zone interessate.
• Utilizzo di risorse idriche solo in zone dove tali risorse sono disponibili.

Occorre ora capire la differenza tra neve naturale e neve artificiale.

La neve naturale

La vita di un cristallo di neve inizia all’interno dell'atmosfera. Questa contiene spesso umidità, cioè molecole di acqua in sospensione nell’aria. In questo caso si parla di vapore acqueo, cioè di acqua in forma gassosa. Se la temperatura si abbassa queste molecole si condensano (cioè si raccolgono in una certa quantità) su piccole particelle chiamate nuclei di condensazione (sali o polveri presenti nell'atmosfera), che hanno un diametro medio di circa 1μm, formando piccole gocciolne di acqua. Se la temperatura dell’aria è al di sotto di 0 °C, è possibile che invece di acqua liquida si formino minuscoli cristalli di ghiaccio. Perchè questo avvenga sono necessari dei nuclei di congelamento, simili a quelli di condensazione. Non tutte le particelle che fungono da nuclei di condensazione possono anche essere nuclei di congelamento, ma il loro numero aumenta con il diminuire della temperatura dell’aria, e diventa molto più facile la formazione per congelamento dei cristalli di ghiaccio. La dimensione dei cristalli di ghiaccio aumenta, quindi aumenta pure la loro massa, e cominciano a subire l'azione della forza di gravità, iniziando a cadere. La forma finale del cristallo di neve dipende da una serie di variabili, come la temperatura, la velocità di caduta e l'umidità dell'aria incontrata. La velocità con cui un cristallo aumenta la sua massa dipende dalla temperatura. I cristalli che passano attraverso un’atmosfera più fredda sono più piccoli di quelli passati attraverso un’atmosfera più calda. Inoltre una atmosfera più calda può contenere più umidità e quindi dare luogo a nevicate più abbondanti. Una volta caduto al suolo il cristallo di neve subisce una serie di trasformazioni (metamorfismi), che ne modificano la forma iniziale e le caratteristiche fisiche. La trasformazione della neve dipende dalla temperatura all’interno del manto nevoso (legata alla temperatura dell’aria) ed dal contenuto di acqua della neve (che dipende dalla sua origine). Il metamorfismo modifica la densità del manto nevoso che può variare da un minimo di 50 a un massimo di 300kg/m² subito dopo una nevicata. La densità della neve a sua volta influisce sulla stabilità e compattezza del manto nevoso stesso, e quindi sulla sicurezza dell'ambiente.

La neve artificiale

La neve artificiale viene prodotta con un processo che imita quello naturale. Per la formazione della neve in natura servono acqua allo stato liquido, di nuclei di congelamento e temperatura vicina a 0 °C. Combinando acqua e aria compressa nelle giuste proporzioni e refrigerando opportunamente è possibile ottenere prima i nuclei di congelamento e poi lo sviluppo del cristallo di neve. In questa miscela si immette ancora acqua vaporizzata e si ricrea ciò che avviene in natura. Attorno ai nuclei di congelamento si deposita l’acqua e si formano i cristalli di neve, che per effetto della gravità si depositano al suolo. Un cannone per la produzione di neve quindi non fa altro che ripetere più velocemente ciò che avviene in natura. Occorre che la temperatura e l’umidità dell’aria siano nelle condizioni ideali, e più bassa è tale umidità tanto maggiore sarà l’efficienza di trasformazione dell’acqua in neve. Quindi la neve artificiale non presenta caratteristiche fisiche diverse da quella naturale, ma semplicemente è prodotta in modo artificiale.

Additivi per la produzione di neve artificiale

In alcune sperimentazioni si è evidenziato che la presenza di determinati componenti possono favorire la formazione di nuclei di congelamento e quindi la formazione di cristalli di neve. In particolare l’utilizzo di una proteina prodotta per fermentazione in ambiente controllato dal batterio Pseudomonas syringae consente di migliorare l’efficienza della formazione dei cristalli di neve. È anche vero, però, che la stessa efficienza può essere raggiunta semplicemente migliorando la struttura dei nuclei di congelamento, attraverso l’utilizzo di ugelli con diametro ottimale sui cannoni. È per questo motivo che la neve prodotta con mezzi artificiali non contiene alcun additivo: il diametro degli ugelli dei cannoni consente infatti di ottenere nuclei di congelamento con dimensioni adatte alla formazione di cristalli di neve già a temperature attorno a 0 °C. Studi effettuati presso l’Università tecnica di Graz confermano la validità di queste considerazioni. Solitamente la neve prodotta con mezzi artificiali non contiene dunque alcun tipo di additivo e l’analisi chimica del manto nevoso non evidenzia alcuna differenza tra la neve prodotta dai cannoni e quella naturale.

Struttura fisica della neve artificiale

La neve naturale mantiene solo per pochi istanti dalla sua caduta la forma originale perché immediatamente va incontro ad una serie di trasformazioni (metamorfismi) che ne alterano la struttura originale. Tali metamorfismi sono i responsabili delle caratteristiche fisico – meccaniche del manto nevoso. Un’importante parametro per definire il manto nevoso è la densità: la neve naturale ha una densità che può variare tra valori molto diversi tra loro, ma tendenzialmente dopo un certo periodo di tempo, se non viene trattata con mezzi meccanici (ad esempio macchine battipista), la densità si attesta attorno a valori di 200 – 300kg/m². La neve artificiale, a causa dei processi molto veloci di trasformazione legati alla sua formazione, si deposita al suolo con valori di densità simili a quelli della neve naturale metamorfosata, attorno cioè a 300 – 400kg/m². Il valore di densità della neve artificiale dipende dal metodo di produzione e generalmente è inferiore quando prodotta da generatori a ventola multiugello. La struttura fisica della neve artificiale non differisce dunque di molto dalla neve naturale e dunque non comporta carichi eccessivi sul terreno: al contrario, la neve artificiale consente di isolare efficacemente il terreno dal gelo che, in assenza di precipitazioni nevose, potrebbe penetrare a fondo nella cotica erbosa.

Consumo di risorse

I recenti cambiamenti climatici hanno evidenziato uno stravolgimento della distribuzione delle precipitazioni nel corso delle stagioni con, in particolare, un minore apporto di acqua nella stagione primaverile ed autunnale e una maggiore frequenza di eventi estremi tra l’estate e l’autunno. Le minori precipitazioni nevose, poi, contribuiscono a rendere ancora più accentuata la siccità primaverile, con scarsi apporti idrici proprio quando l’acqua servirebbe maggiormente. Gli impianti di innevamento hanno bisogno di acqua per funzionare e spesso si costruiscono bacini di raccolta dell’acqua per sopperire alle esigenze idriche. Tali bacini si riempiono durante l’anno grazie ad apporti naturali e consentono di ridurre anche il rischio di inondazioni dovute a forti eventi perturbati, fungendo da cuscinetto per gli eventi di piena. Inoltre i bacini possono essere utilizzati da specie animali e vegetali che, in assenza di un ciclo idrologico normale, rischierebbero rapidamente di scomparire dalle nostre montagne. L’innevamento durante la stagione invernale sopperisce alla carenza di precipitazioni invernali e garantisce una riserva d’acqua per il periodo primaverile, sempre più carente di precipitazioni naturali. Il consumo di acqua degli impianti di innevamento è dunque solo apparente, perché in realtà tende a ripristinare gli equilibri del ciclo idrologico stravolto dai recenti cambiamenti climatici. La costruzione del bacino di raccolta può però avere un impatto ambientale a causa del grande sbancamento di terreno e degli eventuali alberi tagliati. Gli impianti di innevamento, come ogni altro impianto tecnologico, utilizzano energia elettrica per funzionare, ma, a differenza di molte delle attività umane che fanno uso di elettricità, essi entrano in funzione nelle ore serali e notturne, quando i picchi di consumo sono inferiori e la produzione elettrica presenta surplus altrimenti in parte sprecati. Migliorando inoltre l’efficienza di trasformazione di acqua in neve, come negli ultimi modelli presenti sul mercato, il costo in kWh per la produzione della neve diminuisce progressivamente, anche grazie all’utilizzo di strumenti tecnologici come gli inverter per l’ottimizzazione del consumo elettrico in relazione alle effettive esigenze.

Inquinamento acustico

Il rumore dei generatori di neve varia notevolmente in relazione alla tipologia dei macchinari utilizzati, e va da un minimo dei generatori ad asta in impianti con aria centralizzata ad un massimo dei generatori di neve a ventola di grande potenza. Attualmente sul mercato sono presenti sistemi brevettati per l’insonorizzazione delle macchine più rumorose con notevole riduzione del rumore, al di sotto della soglia considerata critica per le aree popolate.

Modifiche ambientali

Il costante abbandono della montagna da parte delle popolazioni autoctone, ha creato grossi problemi ambientali legati alla fragilità dei versanti, non più oggetto di interventi di mantenimento cui erano sottoposti quando le comunità alpine risultavano costantemente presidiate. Gli interventi di installazione degli impianti di innevamento, oltre che essere occasione per un rilancio economico delle fragili economie alpine, sono occasione per opere di sistemazione ambientale che preservano le aree oggetto di intervento da possibili dissesti idrogeologici. Le strutture di supporto agli impianti di innevamento, infatti, sono per lo più interrate e la loro installazione prevede opere di consolidamento del terreno e di riqualificazione ambientale. Le modifiche ambientali apportate dagli interventi di costruzione degli impianti di innevamento sono dunque per lo più positive rispetto ai danni che possono derivare dall’abbandono delle montagne.

Storia dell'innevamento artificiale

In Europa l'innevamento artificiale prende il via nel 1963 quando la Linde Company di Monaco invia il proprio ingegnere Fritz Jacob negli USA a compiere studi nel campo dell'ingegneria della refrigerazione. Al suo ritorno in Germania dopo un anno Jacob propone una soluzione per lo sviluppo di un cannone da neve. Con il supporto del professor dr. Hermann Linde, la Linde Company diventa attiva nel settore della produzione di neve. Nel 1968 si arriva allo sviluppo di un brevetto per la produzione di neve artificiale cui segue nel 1969 la prima macchina per produrre neve in Europa. Alla fine del 1969 anche la Hedco sviluppa un sistema per produrre neve molto simile a quello della Linde ma con la particolarità di avere degli ugelli di nucleazione separati. Questa macchina ebbe un enorme successo sul mercato americano. Nel 1979 la ditta austriaca Hammerle acquista la licenza per la produzione di cannoni da neve dalla Linde. Nel 1983 la Hammerle viene acquisita dalla Elektra Bregenz che fonda l'azienda Sufag per continuare la produzione di cannoni da neve. Quest'ultima azienda è operativa ancora oggi nell'ambito dell'innevamento artificiale.

Considerazioni finali

Bibliografia

Riferimenti