Technický sníh. Už několikrát jsme se tohoto tématu dotkli. Už několikrát jsme zmínili, že technický či umělý sníh, zkrátka a dobře tzv. man-made snow ve skutečnosti žádným opravdovým sněhem není. Dnes se na specifika a jedinečné vlastnosti tohoto lidského výtvoru podíváme více zblízka.
Umělý sníh se vyrábí, pomocí tlakového čerpadla je proud vody hnán k rozprašovači, kde je tříštěn na drobné kapičky vody o velikosti cca 0,1 mm. Kapičky tříštěné vody nesmí být ani o moc větší, ani o moc menší než právě 0,1 mm. U větších kapiček hrozí, že nestačí dostatečně promrznout, u menších kapiček naopak hrozí, že se po kontaktu s chladným vzduchem odpaří nebo dojde vlivem větru k odfouknutí mimo zasněžovaný prostor.
Jakmile kapička tříštěné vody narazí na chladný vzduch, jehož teplota by neměla být při použití chemicky neošetřené vody vyšší než cca – 2,5 stupňů C, vytvoří se na povrchu vodní kapičky nejprve jakási ledová skořápka či ledový povlak, který uzavře zbytek kapalné vody ve svém nitru. Jakmile začne tato ledová skořápka padat směrem k zemi, má kapalina uzavřená uvnitř přibližně 1 vteřin na to, aby zmrzla působením chladného vzduchu.
Pokud se tak nestane, je nutné umělý sníh nechat „dozrát“ či „vymrznout“ v hromadách na zemi, kde však vymrzání již probíhá mnohem pomaleji a vzhledem k izolačním vlastnostem sněhu a narůstajícím teplotám směrem k zemi, může část vnitřní vody zůstat v kapalném, tedy nezmrzlém stavu.
Právě tento možný podíl kapalné vody uvnitř ledových zrnek způsobuje, že umělý sníh bývá často mokřejší či vlhčí než přírodní sníh za srovnatelných podmínek.
Relativně malá velikost tzv. zárodečných kapiček technického sněhu (optimální velikost je cca 0,1 mm) je důvodem pro druhou charakteristickou vlastnost technického sněhu, kterou je vysoká hustota a objemová hmotnost. Z drobných kapiček tříštěné vody vznikají drobná ledová zrnka o průměrné velikosti 0,1 až 0,8 mm, která jsou navíc velmi oblá či zakulacená. Tato drobná kulatá zrnka přiléhají těsně k sobě a neponechávají mezi sebou takřka žádný prostor pro vzduch, což značně komplikuje proces vymrzání sněhu po dopadu na zem, kde právě přístup chladného okolního vzduchu zajistí úplné promrznutí ledového zrnka.
Poslední důležitou charakteristickou vlastností technického sněhu je oblý či kulatý tvar drobných zrnek. Tato třetí – charakteristická – vlastnost umělého sněhu, která ho tak významně odlišuje od sněhu přírodního, je způsobena opačným směrem mrznutí technického a přírodního sněhu. Zatímco přírodní sníh roste z jádra směrem na povrch (na zárodku nečistot či prachu kondenzuje kdesi vysoko v oblacích vzdušná vlhkost), vymrzá umělý sníh z povrchu do jádra (při kontaktu vodní kapičky s chladným vzduchem se nejprve vytvoří jakási ledová skořápka, která v sobě uzavře zbývající stále kapalnou vodu, která následně – během krátkého letu směrem k zemi – musí vymrznout až do středu či jádra zrnka, pokud se tak nestane, existuje reálné riziko, že střed ledového krystalu zůstane vyplněné kapalnou vodou).
Opakování je matka moudrosti. Zopakujme si tedy základní charakteristické vlastnosti technického sněhu. Technický sníh je tvořen drobnými ledovými zrnky o průměrné velikosti 0,1 až 0,8 mm. Ledová zrnka jsou primárně kulatá či oblá, bez ostrých hran či fazet. Technický sníh má tedy vysokou hustotu a objemovou hmotnost (krátce po výrobě dosahuje hmotnosti cca 500 kg/m3). Pokud je technický sníh vyráběn při vyšších teplotách nebo mají tříštěné kapičky velmi krátkou dráhu letu v chladném vzduchu před dopadem na zem, bývá výrazně mokřejší či vlhčí než přírodní sníh za obdobných podmínek, což je způsobeno kapalným či nevymrzlým středem ledových krystalků.
Z výše uvedené specifikace vyplývá, že man-made snow by měl způsobovat relativně nízkou míru abraze či mechanického namáhání skluznice. Zrnka jsou oblá, vlhká, malá, bez ostrých hran a fazet, vyšší vlhkost blokuje elektrostatický náboj… Ale ve skutečnosti pravý opak je pravdou. Každý, kdo má byť sebemenší zkušenosti se servisem lyží, zvláště těch běžeckých, ví, že umělý sníh je enormně agresivní a abrazivní a způsobuje enormně rychlé opotřebení či přímo „odření“ i těch nejhouževnatějších vosků. Jinými slovy: technický sníh je mnohem abrazivnější než prakticky jakýkoli přírodní sníh, včetně agresivních a abrazivních firnů či hranato-zrnitých sněhů hluboko bod bodem mrazu…
Jak si to ale vysvětlit? Kde se tato vysoká míra abraze a agresivity bere, když tvarem, vlhkostí a drobností by měl být technický sníh cokoli jiného než agresivní a abrazivní.
Vysvětlení je velmi jednoduché a zároveň hluboce skryté. Jak jsme uvedli výše, vymrzá technický sníh z povrchu do středu. Na povrchu vodní kapičky se nejprve vytvoří jakási skořápka či ledový obal, uvnitř kterého zůstane uzavřena zbývající část tekuté vody. Tato tekutá voda pak mrzne směrem z povrchu do středu. Všichni víme, co se stane, pokud v mrazničce zapomeneme láhev piva či vína, kterou jsme tam za cílem rychlého ochlazení položili a na kterou jsme nakonec zapomněli. Ano, správně. Pivo nebo víno obal, tedy zpravidla skleněnou lahev, roztrhá. Proč, kapaliny při změně skupenství z kapalného na pevné zvětšují svůj objem. Síla, která působí na skleněnou pivní lahev je tak velká, že lahev nakonec praskne.
U postupného vymrzání ledových kapiček umělého sněhu však k prasknutí skořápky či ledového obalu nedojde a veškerá energie postupného nárůstu objemu, který se musí směstnat do stejného prostoru, se projeví „zahuštěním“ či „zhutněním“ v ledovém zrnku uzamčené vody. Ano, dojde ke změně molekulární mřížky takto zmrzlé vody, která je pak mnohem pevnější, hustší a mnohem méně podléhá teplotním výkyvům a procesům tání.
Ano, je to tak, ledová zrnka umělého sněhu jsou ledová zrnka zhutnělé vody, která jsou enormně pevná, enormně tvrdá, enormně stabilní, a proto enormně agresivní a abrazivní ve vztahu k jiným materiálům, jako např. skluznicím lyží. Ledová zrnka zhutnělé vody také mnohem méně podléhají vlivům teploty a procesům tání, a proto technický sníh vydrží i při relativně vysokých teplotách nad bodem mrazu, kde by přírodní sníh již dávno zcela roztál.
Jak víme, podstatná část závodů světového poháru ve všech možných lyžařských disciplínách se již dnes odehrává převážně nebo především na umělém či technickém sněhu. S ohledem na postupující klimatické změny a ústup hranice přírodního sněhu do stále vyšších poloh lze předpokládat, že lyžování na technickém sněhu, a nejen to vrcholové, bude stále častější a běžnější jev.
Lyžování na umělém sněhu však klade výrazně vyšší nároky na chemické, ale především mechanické vlastnosti skluznice než lyžování na sněhu přírodním. Z hlediska chemických vlastností skluznice se jedná především o hydrofobii a špíno-odpudivost (jak jsem opakovaně zmínili výše, je technický sníh mnohem vlhčí, a zároveň také mnohem špinavější), z hlediska mechanických vlastností se jedná především o tvrdost, houževnatost a odolnost vůči oděru (jak víme, technický sníh je velmi agresivní a abrazivní a nezřídka kdy přesáhne jeho tvrdost vlastní tvrdost skluznice, což se projeví tzv. efektem pluhování skluznice ledovými krystaly).
Je velká otázka, zda standardní uhlovodíkové vosky, byť doplněné nejrůznějšími aditivy, jsou a budou schopny těmto narůstajícím nárokům na hydrofobii, špíno-odpudivost, ale především tvrdost, houževnatost a oděru-vzdornost vyhovět. Možná, že nastal čas a prostor voskové technologie zcela opustit, nebo přinejmenším doplnit o nové slibnější a efektivnější alternativy…