Los Juegos Olímpicos de invierno evocan imágenes de cadenas montañosas nevadas, pistas de hielo congeladas y atletas con ropa para clima frío. Y por una buena razón. Las sedes de los Juegos Olímpicos de Invierno a menudo han estado en lugares que reciben una nevada promedio de 300 pulgadas por año o más.

Sin embargo, salvo algunos patrones climáticos extremadamente anómalos, las montañas que rodean los eventos de nieve para los Juegos Olímpicos de Invierno de Beijing serán de tonos marrones y verdes y casi desprovistas de nieve. La región normalmente recibe solo unas pocas pulgadas de nieve en cada mes de invierno. Esto significa que básicamente toda la nieve en la que competirán los atletas será hecha por el hombre.

Soy un científico atmosférico que se especializa en clima de montaña y nieve. También soy el fundador de una startup de fabricación de nieve y un ávido esquiador. Hay claras diferencias entre la nieve natural y la artificial, y será interesante ver si estas diferencias tienen algún efecto en la competencia.

Cómo hacer nieve artificial

Aunque la nieve artificial y la nieve natural son agua congelada, la mayoría de los esquiadores y practicantes de snowboard pueden reconocer de inmediato que las dos son muy diferentes.

La fabricación de nieve tradicional utiliza agua a alta presión, aire comprimido y boquillas especializadas para soplar pequeñas gotas de líquido en el aire que luego se congelan cuando caen al suelo. Pero hacer nieve no es tan simple como asegurarse de que el aire esté lo suficientemente frío.

El agua pura no se congela hasta que se enfría a casi -40 F (-40 C). Es solo la presencia de partículas microscópicas suspendidas en el agua lo que le permite congelarse a los familiares 32 F (0 C). Estas partículas, conocidas como núcleos de hielo, actúan como una especie de andamiaje para ayudar a que se formen cristales de hielo.

Sin estas partículas, el agua lucha por convertirse en hielo. Diferentes partículas pueden aumentar o disminuir las temperaturas de congelación según su configuración molecular específica.

Dos de los mejores núcleos de hielo son el yoduro de plata y una proteína producida por la bacteria Pseudomonas syringae . La mayoría de los sistemas de fabricación de nieve agregan una forma comercial de la proteína bacteriana al agua para garantizar que la mayoría de las pequeñas gotas se congelen antes de tocar el suelo.

Deslizarse sobre nieve artificial

La nieve natural comienza como un diminuto cristal de hielo en un núcleo de hielo en una nube. A medida que el cristal cae por el aire, crece lentamente hasta convertirse en el clásico copo de nieve de seis lados.

En comparación, la nieve artificial se congela rápidamente con una sola gota de agua. La nieve resultante consiste en miles de millones de pequeñas bolas esféricas de hielo. Puede parecerse a la nieve natural a simple vista en una pista de esquí, pero la nieve natural y la artificial se "sienten" muy diferentes.

Debido al hecho de que las diminutas bolas de hielo se juntan muy densamente, y es posible que algunas de ellas no se hayan congelado hasta que tocaron el suelo, la nieve artificial a menudo se siente dura y helada. La nieve "polvo" natural fresca, por otro lado, brinda a los esquiadores y practicantes de snowboard una sensación casi de ingravidez mientras se elevan por la ladera de la montaña. Esto se debe en gran parte a que los cristales de nieve natural se apilan muy sueltos:una capa fresca de polvo es hasta un 95 % o más de aire.

Mientras que la nieve fresca es con lo que sueñan la mayoría de los esquiadores recreativos, los esquiadores olímpicos tienen gustos diferentes. Los corredores quieren poder deslizarse lo más rápido posible y usar sus bordes afilados para hacer giros potentes y cerrados. Las condiciones densas y heladas de la nieve artificial son mejores en este aspecto. De hecho, los organizadores de carreras a menudo agregan agua líquida a las pistas de carreras de nieve natural que se congelará y garantizará una superficie duradera y consistente para los corredores.

Otra consideración es el hecho de que las tormentas de nieve naturales producen una iluminación opaca y plana y poca visibilidad, condiciones difíciles para competir o saltar. Las fuertes nevadas naturales a menudo cancelan las carreras de esquí, como sucedió durante los nevados Juegos de Nagano de 1998. Para los corredores, los cielos despejados y la nieve artificial también son una ventaja allí.

Pero la nieve dura hecha por el hombre tiene sus desventajas. Los esquiadores de estilo libre y los practicantes de snowboard que vuelan desde saltos o se deslizan sobre rieles muy por encima del suelo parecen preferir la superficie más suave de la nieve natural por razones de seguridad. Esto también es cierto para los esquiadores nórdicos, quienes recientemente señalaron los peligros de la nieve artificial en caso de choques, ya que las superficies duras y heladas pueden provocar más lesiones.

Imitando la naturaleza

Si bien los atletas olímpicos tienen diferentes necesidades de nieve, para la gran mayoría de los esquiadores recreativos, la nieve natural es mucho mejor. Debido a los cristales llenos de aire, es mucho más suave y agradable para esquiar o hacer snowboard.

Los científicos han estado intentando durante décadas crear más nieve natural bajo demanda. La primera forma en que la gente trató de hacer nieve "real" fue sembrando nubes naturales con yoduro de plata. El objetivo era facilitar que la humedad en las nubes se convirtiera en cristales de nieve que caían. Si pudiera hacer que este proceso, llamado proceso de Wegener-Bergeron-Findeisen, ocurra más fácilmente, teóricamente aumentaría la tasa de nevadas.

En la práctica, históricamente ha sido difícil probar la eficacia de la siembra. Sin embargo, un trabajo reciente que utilizó grandes conjuntos de instrumentos atmosféricos meticulosamente desplegados ha demostrado que, para una fracción de tormentas con las condiciones adecuadas, sembrar nubes con yoduro de plata produce aumentos modestos en la cantidad total de nieve.

Otra opción, que en primer lugar no requiere la siembra de nubes de tormenta, es crear máquinas para hacer nieve que puedan hacer crecer cristales de nieve naturales esponjosos. Los científicos han cultivado copos de nieve en laboratorios durante muchas décadas, pero el proceso es delicado y, por lo general, los investigadores solo producen unos pocos copos a la vez. Debido a que los cristales de hielo generalmente crecen lentamente, ha sido complicado para los investigadores escalar el proceso en los muchos órdenes de magnitud necesarios para producir suficiente nieve para esquiar. Pero en una búsqueda para producir polvo esponjoso para esquiadores y practicantes de snowboard, mi colega Trey Alvey y yo desarrollamos un proceso que puede producir copos de nieve en grandes cantidades utilizando una técnica que imita el proceso natural de formación de cristales. Lo estamos comercializando a través de nuestra empresa llamada Quantum Snow.

Las montañas secas y áridas que albergan las sedes de los Juegos Olímpicos de Invierno de 2022 no son exactamente un destino de esquí. Pero gracias a la ciencia de la fabricación de nieve, los atletas tendrán carreras confiables, aunque heladas, para competir. Y los aficionados al deporte pueden estar todos agradecidos por la tecnología que les permite disfrutar del espectáculo de alta velocidad que ofrecen los valientes que compiten en las pruebas de esquí y snowboard.