De principes van thermodynamica, op de juiste manier toegepast op grote hoogte, stellen ons in staat om het smelten van de bevroren grondlaag te verminderen, wat de stabiliteit van de rotsen die de skiliften ondersteunen bedreigt.
Wat is Permafrost?
Al geruime tijd weten we dat het geleidelijke smelten van permafrost als gevolg van de opwarming van de aarde een potentiële bedreiging voor de mensheid vormt. Dit leidt tot de uitstoot van krachtige broeikasgassen – van methaan tot kooldioxide – die de klimaatverandering versnellen, evenals de vrijgave van giftige stoffen en mogelijke ziekteverwekkers. Daarnaast kan het smelten van permafrost aanzienlijke schade aan infrastructuur veroorzaken door aardverschuivingen en instortingen, veroorzaakt door de instabiliteit van de grond. Dit probleem doet zich niet alleen voor in de Canadese toendra of Siberië, waar gebouwen traditioneel als palafitten worden opgetrokken om de grond te laten ademen en koel te houden. Ook in de Alpen doet deze situatie zich voor.
Passieve Koelingsmethoden
Volgens de wetenschappelijke definitie is permafrost aanwezig wanneer de grond gedurende minstens twee jaar bevroren blijft. In het Engadin, bij St. Moritz, staat het permafrost waar de iconische kabelbaan van de Piz Nair op rust, op 3057 meter hoogte in het skigebied Corviglia, op het punt te bezwijken, wat ernstige risico’s met zich meebrengt voor de stabiliteit van het gebouw en de kabelbaan, die aan rotsen in het permafrost zijn verankerd.
Innovatieve Oplossingen door Geotechnische Ingenieurswetenschap
De oplossing ligt in geotechnische engineering, die echte aanpassingsmaatregelen creëert: een systeem van ondergrondse verwarmingsbuizen dat de grond afkoelt, aangedreven door natuurlijke kooldioxide en dat geen energie verbruikt. Dit systeem is al met succes getest in de koudste gebieden ter wereld (in Alaska, Canada en Rusland, waar het wordt gebruikt om de dragende structuren van gas- en olie pijpleidingen te stabiliseren) en is voor het eerst in Europa geïnstalleerd.
Hoe Werkt het Koelsysteem?
De hermetisch afgesloten buizen, gevuld met samengeperste kooldioxide, maken gebruik van een continu cyclus van verdamping en condensatie. In de winter, wanneer de grond relatief warmer is dan de lucht, zijn er maar een paar graden temperatuurverschil nodig: het vloeibare gas in de buis absorbeert warmte, verdampt en stijgt naar het hoogste deel van de leiding, dat aan sneeuw of de atmosfeer is blootgesteld en koeler is. Deze warmte-uitwisseling veroorzaakt condensatie, waardoor het afkoelt en weer terugkeert naar de vloeibare staat. Door warmte in de atmosfeer te stoten, blijft de grond voortdurend bevroren. Het hele proces vereist geen energieverbruik.
Investering en Toekomst
De totale kosten voor de realisatie van dit project bedragen meer dan 2 miljoen euro, en de Engadin St. Moritz Mountains AG, de organisatie die de skiliften beheert, benadrukt dat het afbreken van de kabelbaan kostbaarder zou zijn. Op deze manier wordt de veiligheid van de infrastructuur, die ook populair is bij zomer toeristen, in de komende jaren gegarandeerd.
De Permos Monitoring Netwerk
In de afgelopen 10 jaar zijn de temperaturen van het Alpine permafrost op 10 meter diepte gemiddeld met 0,8 graden gestegen. Dit blijkt uit het Zwitserse monitoringnetwerk Permos, een consortium van verschillende Zwitserse academische instellingen – gecoördineerd door de Zwitserse Academie van Natuurwetenschappen en het Instituut voor de studie van sneeuw en lawines – dat sinds 2000 gegevens verzamelt op 27 locaties tussen 2200 en 3500 meter en de omstandigheden van permafrost monitort, inclusief de hoeveelheid ijs en de temperaturen boven en onder het oppervlak van de grond op eeuwig schaduwrijke hellingen en op noordelijke hellingen, in gletsjers of op steile rotswanden.
