Künstliche Wolke produziert Pulverschnee

Die im Obergurgler Freiluftlabor angewandte „Neuschnee-Technologie“ verspricht echte Schneekristalle, wie sie bislang nur die Natur erzeugt. In einer künstlichen Wolke ist es nun möglich aus einem Kubikmeter Wasser bis zu 15 Kubikmeter Pulverschnee mit relativ geringer Dichte von 80-220 kg/m³ zu erzeugen. Der pulvrige Neuschnee soll in Skigebieten zunächst überall dort eingesetzt werden, wo qualitativ hochwertiger Naturschnee den Skibetrieb aufwertet, zum Beispiel in Funparks oder auf Anfängerpisten. Michael Bacher, wissenschaftlicher Leiter des Projektes, beschäftigt sich schon seit mehreren Jahren intensiv mit diesem Thema. Jetzt führt der Weg vom Labor in die Natur: Den ganzen Winter über wird nun in Obergurgl unter realen Bedingungen geforscht und gearbeitet, um die neue Technologie auch im großen Stil einsetzen zu können. „Ein deutlich reduzierter Energieverbrauch und die wesentlich effizientere Nutzung der Ressource Wasser machen die neue Technik auch aus wirtschaftlichen und ökologischen Gründen interessant“, ist Bacher überzeugt. Gemeinsam mit Kollegen der Universität für Bodenkultur Wien und der TU Wien beschäftigt sich Michael Bacher schon seit 2009 mit dem Thema der Schneeerzeugung. Nach der Patentanmeldung und Weiterentwicklung der „Dendritic Snow Production“ gründete er 2014 das Unternehmen Neuschnee.

Extreme Leichtbaukonstruktion

Aber nicht nur im Inneren findet sich ein visionärer Ansatz – für die „Außenhülle“ zeichnet Gestalter und Visionär Walter Klasz verantwortlich. Am Institut für Gestaltung | unit koge der Universität Innsbruck wurden gemeinsam mit Studierenden zahlreiche weitere Anwendungsbeispiele wie z.B. der „Schneedrucker“ erdacht – diese werden derzeit im Rahmen einer Ausstellung im Universitätszentrum Obergurgl präsentiert. Das Freiluftlabor besteht aus zwei untrennbar miteinander in Beziehung stehenden „Wolken“, nämlich der inneren, technischen und der äußeren, raumbildenden Wolke. Die gesamte Konstruktion ruht auf einem aufgelösten Dreibein, ähnlich einem Fotostativ. „Die äußere Hülle entspricht einem sphärischen Tetraeder und bietet durch die dreidimensionale Skalierung des inneren Kerns Raum für die Bedienung und Erforschung der Schneephysik“, erklärt Klasz. „Zugleich erfüllt die äußere Haut Funktionen wie Sonnenschutz und Schutz vor Windlasten und anderen Witterungseinflüssen.“ Ausgeführt als extreme Leichtbaukonstruktion wurden drei Membranflächen realisiert und von vorgespannten, räumlich gekrümmten Holzträgern aufgespannt. „Die rein zugbelastete Hüllfläche orientiert sich an den selbstbildenden Formen der Minimalflächen, wie sie uns aus Seifenhautexperimenten bekannt sind. Jede der drei Membranen ist aus 49 individuell zugeschnittenen Teilflächen konfektioniert. Diese antiklastisch gekrümmten Membranen überzeugen sowohl in ihrer konstruktiven Formstabilität als auch hinsichtlich ihrer räumlichen Ästhetik“, erläutert der Architekt. „Im Sinne einer praktischen Anwendung unserer Grundlagenforschung auf dem Gebiet des Active Bending kann durch einen einfachen Mechanismus die Krümmung der Holzbalken und somit die Vorspannung der Hülle erhöht werden. Als responsive Konstruktion kann die Wolke so einerseits auf natürliche Gegebenheiten wie Wind „reagieren“ und kompensiert andererseits diese Energie durch ihre geometrisch bedingte „weiche“ Verbindung zum Kern. Konstruktion und Gestaltung sind eins – wie bei den Schneeflocken, die sich in unendlicher Vielfalt als selbstbildende Hexagone präsentieren. „

Einfache Technik

Zentraler Baustein des Freiluftlabors ist eine Wolkenkammer, die es ermöglicht, Wassertropfen und Eiskeime miteinander zu vermischen. Wie in einer natürlichen, großen Wolke auch, benötigt man für die Schneeproduktion in der Wolkenkammer tiefe Temperaturen, also Temperaturen unter dem Gefrierpunkt, idealerweise kälter als rund -5°C. Wassertropfen werden in die Wolkenkammer eingesprüht und damit eine kleine, künstliche Wolke erzeugt. Durch die tiefe Umgebungstemperatur kühlen die Tröpfchen ab, meist unter den Gefrierpunkt, aber ohne dabei selbst zu gefrieren. In diesen Nebel werden Kristallisationskeime eingebracht – in diesem Fall kleine gefrorene Eisplättchen. Damit sind in der Wolke alle drei Phasen des Wassers gleichzeitig vorhanden: fest, flüssig und gasförmig. Die Kristallisationskeime wirken dabei wie Magnete, die laufend Wassermoleküle, also Wasserdampf, anziehen und in der festen Phase binden. Das bedeutet, dass diese Keime zu größeren Kristallen wachsen und als Schnee aus dem Wolkenbehälter nach unten ausfallen. Genauso, wie es auch in der Natur passiert.
Wieviel „Output“ eine Wolke nun wirklich liefern kann, wie sich äußere Einflussfaktoren wie Wind, Wetter & Co. auswirken – all dies wird in den nächsten Monaten in Obergurgl erforscht. „Mit all diesen wertvollen Erfahrungen können wir vielleicht im nächsten Winter schon die erste ‚echte‘ Wolke in Betrieb nehmen – natürlich in Obergurgl“, so Michael Bacher.

Neuschnee-Symposium

Anlässlich der Eröffnung des Neuchneelabors lud die Standortagentur Tirol zum Expertentreffen: Vertreter aus Wirtschaft und Tourismus hatten die Möglichkeit, die künstliche Wolke vor Ort zu erleben und sich anschließend im „Neuschnee-Symposium“ im Universitätszentrum Obergurgl mit den Themen Schnee-Erzeugung & Pistenmanagement zu beschäftigen. „Dieses Projekt ist für uns ein Leuchturmprojekt für den Standort Tirol, darum unterstützen wir diese Idee und schauen, dass daraus ein erfolgreiches Unternehmen wird“, so Harald Gohm, Geschäftsführer der Standortagentur abschließend.