Seksjonen forskning består av saker som er skrevet av ansatte i Forskningsrådet, Sintef, NTNU og UiO.
Det er stor skilnad mellom finkorna nysnø (t.v) og veldig våt snø, med omdanna snøkorn. Begge snøtypane er frå testing før OL i Vancouver. (Bilde: Feilx Breitschädel)

FELIX BREITSCHÄDEL

Går vitenskapelig til verks for best gli på ski

Forskning i olje- og gassindustrien kommer skiløperne til gode.

  • Forskning

Det var ein mørk og stormfull aftan i den russiske februarkulda i fjor. Felix Breitschädel, austerrikaren som har vore med og bidrege til Noreg sin OL-suksess i Vancouver, fann seg sjølv sitjande i eit politiavhøyr i den komande OL-byen Sotsji. Han var mistenkt for å vere spion.

Det russiske politiet hadde observert Breitschädel sette opp vêrstasjonar rundt skiløypene, som berre nokre månadar seinare skal fyllast opp av utøvarar frå heile verda.

Breitschädel var utsendt av landslaga i langrenn, skiskyting og kombinert for å analysere snøen og forholda der dei norske utøvarane snart skal kjempe om gull. Men for politiet såg han ut som ein snokande spion.

Les også: Her er Aksel Lund Svindals nyeste våpen til OL

Kontroll på snø og friksjon

– Vi prøver å samle inn alle moglege relevante data i forkant av eit meisterskap, og då er også vêr og klima noko vi testar nøye ved hjelp av avansert teknologi, slik som desse vêrstasjonane. Ein dag var den eine stasjonen vekke, og det stod 4-5 politimenn og venta på meg, fortel Breitschädel.

Austerrikaren som kom til Noreg i 2005 er ansvarleg for idrettsteknologi i Olympiatoppen. Han skriv også doktorgrad for Senter for idrettsanlegg og teknologi (SIAT) ved NTNU.

Prosjektet «Glid på ski», som han er involvert i, er det største og dyraste som pågår for Olympiatoppen.

Breitschädel jobbar tett opp mot landslaga sitt smøreteam og smøresjef Knut Nystad, og følgjer landslaga i langrenn, skiskyting og kombinert rundt i verda, noko han har gjort sidan 2006. Glideksperten har full kontroll på alt det vitskaplege som fører til at Northug & Co alltid har det beste grunnlaget og sjølvsagt – dei beste skia.

– I dag er det lite som skil idrettsutøvarane i verdstoppen, og då er det viktig for apparatet å forske på alt som kan vere med på å avgjere at vi kan halde plassen vår der oppe. Noreg har satsa på glid sidan 90-talet, og eg har ansvar for at denne utviklinga ikkje stoppar opp, seier Breitschädel.

Les også: Disse skiene sier ifra hvordan du skal smøre dem

Felix Breitschädel var på det austerriske landslaget i orientering for nokre år tilbake, men no følgjer han dei ulike skilandslaga kor enn dei går. Her er han i ski-VM i Holmenkollen i 2011. Privat

Ny slipemetode

Austerrikaren undersøker i hovudsak skieigenskapane. Då er det måling, slip, struktur og overflata av skisålen han testar. Mykje av resultata frå doktorgraden hans, som snart skal vere ferdig, har allereie vorte tatt i bruk av landslaga.

Kanskje det viktigaste resultatet frå forskinga hans har førebels vore ukjent for omverda.

Det handlar om utviklinga av ein heilt ny måte å slipe ski. Teknologien har IDT AS, samarbeidspartnaren til Olympiatoppen og NTNU, teke patent på. Slipemetoden er ein ny og forbetra slipemetode som dei norske skilandslaga er aleine om å ta i bruk.

Steinsliping, dagens standard, har eksistert i 20-30 år, og har mange fordeler og ulemper. I staden for å bruke ein slipestein, som lett kan endre seg og bli slitt, nyttar ein i den nye metoden eit metallisk slipehjul som er hardare og som fører til mindre slitasje.

– Ved steinsliping må ein passe nøye på at steinen ikkje endrar seg, og at sluttresultata faktisk vert identiske. Med vår måte å slipe på, vert strukturen ein set på skia den same uansett. Metoden har blitt nytta av landslaga i fleire sesongar, heilt sidan 2010, seier han.

Les også: Bli med inn i smørebussen som skal til Sotsji

Frå olje til ski

Breitschädel sitt vitskapsfelt er «glid», eller tribologi på fagspråket. Tribologi er læra om flater i relativ rørsle og omhandlar fagområda friksjon, slitasje og smurning. Faget går ut på å forstå fysikken i ein tribologisk kontakt, og kunnskapen om tribologi vert nytta av blant andre skilandslaget og oljeindustrien.

– Nokre vil kanskje sjå på snøen og tenkje at den er heilt lik der han ligg – kvit og kald. Men det er mykje som skjer mellom skia og snøen, og snøen er aldri lik frå gong til gong. Eg jobbar med å tilpasse skisålen og eigenskapane ved dei norske utøvarane sine ski slik at det oppstår minst mogleg friksjon, seier Breitschädel.

Dette kan gjerast på fleire måtar. Ein kan blant anna endre overflata ved å nytte eit rillverktøy og endre overflata til å passe saman med snøen, enten den er finkorna eller våt.

Les også: Ny veistrø gjør is til sandpapir

Snøen må inspiserast og undersøkast, som denne finkorna nysnøen frå OL i Vancouver, sett med ei rutestørring på 1 millimeter. Felix Breitschädel

Interaktivt kart

Når Marit Bjørgen og Petter Northug jr. med sveitte, blod og tårer forhåpentlegvis går inn til gull i februar, er det ikkje alle som er klare over kva som ligg bak. Breitschädel og smøresjef Knut Nystad har allereie vore fire gonger i Sotsji for å førebu seg til OL. Dei har samla inn all slags informasjon om vêr, løyper og forholda elles.

Breitschädel har filma løypene og laga eit interaktivt kart med GPS som syner løypene i Sotsji. Dei norske utøvarane har teke kartet i bruk i treninga fram mot dei olympiske leikane i februar.

– Med dette kartet får utøvarane bli kjent med løypene, og kan førebu seg på kva ein har i vente av høgdeprofil, stigning og lengder på bakkane. På den måten kan ein gå i detalj, legge taktikk og planlegge alle slags situasjonar, og ein stiller meir mentalt førebudd, seier Breitschädel.

Les også: Denne snøen skal brukes neste vinter

Vitskapleg til verks

I over eit tiår har Olympiatoppen engasjert forskarar ved NTNU til å finne den beste gliden. Medan andre land baserer seg på uendelege testar av ski, har Olympiatoppen valt å gå vitskapleg til verks. Metodane er meir avanserte enn nokon gong, og Breitschädel har tilgang til nytt og moderne utstyr ved hjelp av tribologi-laboratoriet på NTNU.

Laboratoriet blir finansiert av oljeindustrien, og kunnskapen som vert dyrka fram her, i hovudsak tribologi for olje-og gassindustrien, kjem no også dei norske skiløparane til gode.

Skilandslaget og oljeindustrien haustar nemleg godt av same kunnskap som forskast fram i tribologi-laben. For oljeindustrien betyr dette at ein kan hente løysningar, som for når oljeverksemda trekk mot Arktis, og plattformar og skip må kunne stå i mot is og isfjell.

Les også: Her er verdens første forskningsstasjon på ski

Djevelen ligg i detaljane, seier ordtaket. Det gjeld å teste alt på skitestinga i Sotsji. Her leda an av glidsjef for langrenn, Ronnie F. Hansen og Ivar Tyldum.
Djevelen ligg i detaljane, seier ordtaket. Det gjeld å teste alt på skitestinga i Sotsji. Her leda an av glidsjef for langrenn, Ronnie F. Hansen og Ivar Tyldum. Felix Breitschädel

Same kunnskap

Forskarane har sett på eit overflatebelegg som gjer at isen ikkje festar seg og at drivisen glir forbi skipsskroget eller oljeplattformen.

I tillegg har dei funne fram til eit belegg som sparar oljeindustrien for millionar på vedlikehald og reperasjonar på hydraulisk utstyr på boreplattformar. Austerrikaren har nytta liknande metode og utstyr i sitt arbeid med skiglid.

I 3D-mikroskopet ser Breitschädel på strukturen på nanonivå, og med hjelp av spektroskop ser han på kva stoff overflatelaget er bygd opp av. Små nyanser i strukturen på overflata og tilsetningsstoffa i skisålen kan gjere store utslag på friksjonen, og dermed på gliden.

Dei norske smørjarane har i fleire år forbetra skia ved å slipe mikrorillar i sålen og prøvd seg fram med voks før ein testar skia i sporet. Breitschädel derimot har valt å ta eit skritt vidare ved å gå inn i sjølve strukturen i sålen for å gi smørjarane ny kunnskap om kva som fungerer best.

Les også: Slik lages snøskredvarselet

Utfordrande vêr

Nokre av utfordringane under Sotsji-OL kan verte vêrsituasjonen og høgdeskilnaden på stadionet. Nysnøen er fuktig og sikten kan verte dårleg

Og fordi skia glir på snøen, er den faktiske mengda areal på ein skisåle med på å avgjere friksjonen. Breitschädel førebur at strukturen på skisålen passar med tilstanden på snøkorna.

Han har testa tallause kombinasjonar av overflatebehandlingar av skisålar og glidesmurningar.

– Nysnø, med sine komplekse snøkrystallar, krev ein annan skibasestruktur enn gamle omdanna snøkorn. Kalde forhold krev finare sliping, medan grov sliping er best for våt snø. Sotsji ligg på same breiddegrad som Roma, og ein kan vente store endringar i løpet av kort tid. Differansen på snøtemperaturen i same løype kan vere så stor som 16 gradar. Det skapar utfordringar med tanke på optimalt feste, seier han.

Breitschädel si forsking kan bety 1-2 prosent betre glid. Dette kan høyrast lite ut, men om ein sparar 1 sekund pr. kilometer, kan ein tene mange sekund gjennom eit heilt løp. Det kan vere med på å bestemme om ein utøvar endar opp blant dei tre beste eller langt utanfor pallen.

Les også: Slik velger du rett snøfreser

Målt 700 par ski

Innan Breitschädel si forsking på å måle skieigenskaper, har han også utvikla ei ny måleskinne (SkiAnalyzer) for å måle spenn av langrennsski. I løpet av dei siste åra har han målt meir enn 700 par av landslaget sine ski.

– Vi har leitt etter eigenskapar hos dei beste skia. Ein del av studia var å sjekke korleis skia endra seg i tre ulike temperaturområde, fortel han.

På spørsmålet om korleis det som austerrikar er å bidra til norsk OL-gull, smiler Breitschädel plutseleg noko beskjedent.

– Det finst ikkje noko kjekkare enn å sjå at prosjektet ein har jobba med i fleire år viser seg å bære frukt. Eg er stolt over å ha vore med på å bidra til suksessen i Vancouver, og håpar sjølvsagt på same resultat, eller betre, i Russland, seier Breitschädel. Han har tidlegare også hjelpt roaren Olav Tufte fram mot Bejing-OL.

Tilbake i Sotsji slapp heldigvis Breitschädel ut av avhøyret til slutt, etter å ha forklart kva han eigentleg dreiv med rundt løypene. Men vêrstasjonen er framleis borte vekk. Den vart sist rapportert å ha vore inne til vidare analyse i Moskva.

Denne saken ble opprinnelig publisert på Gemini.no – et nettsted for forskningsnytt fra NTNU og Sintef. Artikkelforfatteren er tilknyttet NTNU.

Flere saker fra Gemini:

Dette skal få slutt på glatte veier

Liss-Anne er Norges raskeste ingeniør

Så langt vil det bli hoppet i hoppuka