Waarom bubbelen kunstsneeuw-waterreservoirs altijd?
Het gaat goed met de ‘domme vragen’ reeks. We krijgen ook dit jaar weer leuke vragen binnen. Blijf ze vooral doorsturen (rogier@wintersporters.nl) en dan zoeken wij het antwoord. Dit keer de vraag:
Waarom bubbelen kunstsneeuw-waterreservoirs altijd?
Veel water nodig!
Je kunt er niet omheen in skigebieden, de grote waterreservoirs voor de kunstsneeuwproductie. Veel water voor kunstsneeuw komt uit deze reservoirs. Er is dan ook aardig wat water nodig om sneeuw te maken. 1 m³ water levert 2 m³ aan sneeuw op. Om een wat duidelijker voorbeeld te geven, voor een sneeuwdek van 50 bij 500 meter, 50 cm dik heb je 12.500 m³ sneeuw nodig, wat overeen komt met ca. 6.000 m³ water. Dat is nogal wat. Meer dan de helft van dit water komt uit reservoirs, de rest komt van oppervlaktewater en soms uit de overloop van drinkwaterproductie (in de bergen is dat vaak gewoon een bron). De reservoirs worden gevuld met regenwater, smeltwater en soms met waterbronnen of riviertjes op de berg.
Eerst wat achtergrond
Kunstsneeuw wordt gemaakt door minuscule waterdruppels onder hoge druk te laten bevriezen, hierdoor ontstaan kristallen. De beste condities om kunstsneeuw te maken is als het kouder is dan -3°C, er weinig wind staat, en de luchtvochtigheid relatief laag is. Sneeuwkanonnen verstuiven water samen met gecomprimeerde lucht. Deze minuscule druppeltjes moeten bevriezen voordat ze de grond raken. Anders ontstaat er simpelweg ijs, of nog erger, gewoon water. De buitentemperatuur zorgt ervoor dat de druppeltjes bevriezen, en het feit dat ze onder hoge druk naar buiten worden gespoten zorgt ervoor dat deze nog sneller bevriezen. (Meer lezen over kunstsneeuw klik dan hier)
Te warm water
Als het gebruikte water te warm is bevriest het water niet op tijd. Dan zou het in plaats van sneeuwen regenen onder een kanon. Soms gebeurt dit als waterreservoirs nog te warm zijn. Dit geldt voornamelijk in het begin van het seizoen, maar het gehele seizoen is het van belang dat het water in het reservoir gelijkmatig van temperatuur is. Anders ontstaat er een groot temperatuurverschil tussen het wateroppervlak dat bijna bevriest en het water eronder waardoor het lastig werken is voor technici, en het maken van kwalitatieve kunstsneeuw lastiger wordt.
Bubbels in het reservoir
En dan komen we bij de reden van de bubbels in het reservoir. Deze bubbels worden gevormd door koude lucht die het reservoir in wordt gespoten. Hierdoor koelt het water af en wordt het gelijkmatiger van temperatuur., vooral de meninging van het koude water let het warmere water. Zo is het water makkelijker te controleren en tot sneeuw om te vormen door de snowmakers in de skigebied. Na deze lange uitleg is het simpele antwoord op de vraag dus: Om het water af te koelen!
Als jullie nog ‘domme vragen’ hebben stuur ze door naar rogier@wintersporters.nl en wij zoeken er een antwoord op!
Plaats een reactie
zijn de bubbels er ook niet voor om het oppervlak niet te laten bevriezen? Je houd het water in beweging. Zo dacht ik er namelijk over.
Dat speelt zeker mee, maar is zeker niet de voornaamste reden! Ik dacht dat ook altijd, maar bij navraag bleek dat niet zo te zijn. Het is van veel groter belang om gelijkmatig koud water te hebben.
De bubbels zorgen er voor dat het water in beweging komt zodat het warmere water mengt met het koudere water aan de oppervlakte. Normaal zit het warme water boven maar aan het begin van de winter wordt eerst de bovenste laag koud en bevriest dan. Door het mengen is er een constante temperatuur en dat lijkt me minstens zo belangrijk. Door de beweging zal het water ook minder snel bevriezen, water in beweging kan makkelijk enkele graden onder nul zijn. Dat is vooral nuttig voor het maken van sneeuw.
Ook in ons kikkerlandje worden bellenschermen gebruikt, bijvoorbeeld om de deuren van een sluis ijsvrij te houden. Of om te voorkomen dat er diepvriesvissen in de vijver voorkomen.
Het kouder maken van water met behulp van perslucht werkt alleen als de lucht kouder is dan het water. Het is echter niet heel efficient, comprimeren van de lucht kost best veel energie en de warmtecapaciteit vabn de lucht is nu ook niet echt heel hoog. Efficiënter zou het in dat geval zijn om koelslangen in het reservoir te leggen.
Een ander neven effect van beluchten is, dat het water schoner blijft, niet veel maar wel meegenomen.
@skibeest Als water kouder zou zijn aan de onderkant dan aan de oppervlakte, waar zou het ijs dan liggen?
@Rogier: koud water is zwaarder (hogere dichtheid) dan warm water. Duik in de zomer maar eens in een meertje wat naar beneden, je zal dan al gauw kouder water aantreffen. ijs blijft drijven omdat het een lager soortelijk gewicht heeft dan water (1 liter vloeibaar water weegt ongeveer een kilo terwijl 1 liter vast water (ijs) ongeveer 0.917 kilo weegt).
@Rogier dit gaat tot 4 graden celcius op. Water van 4 graden heeft de hoogste dichtheid en is daarom het zwaarst. Wanneer het bevriest zet het uit en komt het weer naar boven. Is het boven de 4 graden, zet het ook weer uit en komt het ook weer naar boven. Dat is ook de reden dat het in diepe meren en de meeste oceanen onder een bepaalde diepte altijd ca 4graden celcius is. 4 graden is dan ook weer precies de perfecte temperatuur waarbij onderwaterleven zoals vissen ed kunnen overeinteren.
Wat koelen met lucht betreft, dit is zeker bij water erg inefficient, omdat lucht bijna geen massa heeft waar je veel energie, in dit geval koude energie kan opslaan. Maar door er lucht door te blazen is het water continu in beweging waardoor er zich geen (isolerende) ijslaag kan vormen en het relatief warme water van 4 graden steeds weer naar boven komt zodat dat af kan koelen langs de koudere buitenlucht. Hierdoor zal uiteindelijk de temperatuur gelijkmatig verdeeld zijn, en ook eenvoudig onder de 4 graden zakken. Met een ijsdek er op zal dit niet gebeuren omdat die teveel isoleert en aan de onderkant altijd 0 graden is.
*bericht bewerkt door Matthias123 op 11 nov 2016 14:31
Born to RideJullie hebben zeker gelijk! IK had het beter moeten uitleggen, door het bubbelen wordt het water beter verdeeld en dus kouder over het geheel. Het is niet zozer dat de lucht het water afkoelt maar door de beweging die de bubbels maken het koude water beter gemengd wordt met het warme water, het water in z’n geheel kouder is, en constater van temperatuur.
@skibeest Tuurlijk klopt dat maar bij de 4° niet meer. En over dat soort tempraturen hebben we het hier in de bergen.
Thanx voor de toevoegingen!