CAI S.Donà e Treviso Scuole Alpinismo e Scialpinismo

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1 CAI S.Donà e Treviso Scuole Alpinismo e Scialpinismo

2 La Neve 2

3 La Neve All interno delle nuvole, si formano i cristalli di neve: le molecole d acqua cedute dalle goccioline si depositano su queste particelle chiamate nuclei di congelamento Tutti i cristalli hanno in comune la struttura esagonale del germe di ghiaccio 3

4 La Neve L organizzazione mondiale della meteorologia ha stabilito 10 forme principali, tra le più comuni: 4

5 Stella 5

6 Stella brinata 6

7 Piastrina 7

8 Aghi 8

9 Colonna 9

10 Combinazione di colonna e piastrina 10

11 La Neve Il manto nevoso Il manto nevoso è costituito da strati ognuno con caratteristiche omogenee. Le proprietà meccaniche del manto derivano dalle caratteristiche dei vari strati e dalle interazioni fra uno strato e l altro 11

12 I Metamorfismi I processi di trasformazione dei cristalli al suolo, detti metamorfismi, sono: metamorfismo da gradiente debole (isotermia) (formazione di neve granulosa) metamorfismo da gradiente elevato (formazione di cristalli angolari) metamorfismo da fusione e rigelo (formazione di neve primaverile) trasformazione meccanica (formazione di neve ventata) 12

13 I Metamorfismi Che cosa è il gradiente? Il gradiente di temperatura nel manto nevoso è dato dal rapporto tra una differenza di temperatura in due punti (posti sulla stessa verticale) e la loro distanza debole (gradiente < 0,05 C/ cm) medio (gradiente compreso tra 0,06-0,19 C/cm) elevato (gradiente > 0,2 C/cm) 13

14 I Metamorfismi Metamorfismo da gradiente debole (isotermia) Trasforma i cristalli di neve fresca in neve vecchia granulosa, provocando l assestamento e il consolidamento dello strato nevoso 14

15 I Metamorfismi Le piccole punte dei cristalli di neve cominciano a sublimare ed il vapore d acqua che ne risulta si deposita al centro del cristallo Questo processo trasformano i cristalli di neve fresca in grani arrotondati di ghiaccio (simbolo ), con un diametro medio di 0,2 0,4 mm 15

16 I Metamorfismi METAMORFISMO DISTRUTTIVO O ISOTERMIA 16

17 I Metamorfismi Metamorfismo da gradiente elevato Si ha la formazione di nuovi cristalli che vengono chiamati cristalli a calice o angolari I cristalli, con le loro forme piramidali cave o sfaccettate spigolose, sono senza coesione tra loro e molto fragili I cristalli assumono forma a calice (simbolo U) con diametri tra 0,5 e 1 mm 17

18 I Metamorfismi Anche la vecchia neve granulosa può essere trasformata in cristalli angolari Il metamorfismo costruttivo si sviluppa in particolare: su pendii esposti ai quadranti nord, con temperature ambientali basse, con poca neve, in presenza di arbusti Attenzione quindi agli inverni freddi e con scarse precipitazioni che, come confermano le statistiche, non sono meno pericolosi degli altri 18

19 I Metamorfismi METAMORFISMO COSTRUTTIVO PER GRADIENTE 19

20 I Metamorfismi Metamorfismo da fusione e rigelo Acqua libera In primavera (in determinate condizioni anche in inverno) il riscaldamento produce un film d acqua sulla superficie neve umida: l acqua è presente in modeste proporzioni neve bagnata: Quando inizia a scorrere verso il basso del manto 20

21 I Metamorfismi L acqua riempie le cavità tra i singoli cristalli formando la coesione per capillarità Quando l acqua di fusione diventa abbondante, i legami tra i cristalli sono rapidamente distrutti e il manto nevoso diventa scivoloso, causando valanghe a debole coesione Se la temperatura ritorna sotto lo 0 C l acqua di fusione gela cementando tra loro i cristalli di neve (coesione per rigelo), formando croste di neve gelata 21

22 I Metamorfismi Trasformazione meccanica Il vento modifica la neve durante e dopo la precipitazione. I continui urti spezzano le ramificazioni riducendo la neve ad una polvere di cristalli di ghiaccio Le proprietà della neve ventata sono diverse da quelle della neve fresca: non è plastica, presenta sempre coesione per feltratura (formazione di lastroni) ed ha un comportamento fragile. 22

23 I Metamorfismi 23

24 Fattori che influenzano il manto nevoso Vento Temperatura Altri eventi atmosferici Pressione 24

25 Fattori che influenzano il manto nevoso Temperatura Scambio di calore suolo-neve La neve è un ottimo materiale isolante e trattiene buona parte del calore della terra mantenendo una temperatura di circa 0 C alla base del manto nevoso. 25

26 Fattori che influenzano il manto nevoso Temperatura Scambi di calore neve-atmosfera si ha un continuo scambio termico tra neve e aria, il manto nevoso acquisisce calore se la temperatura dell aria è superiore e cede calore se la temperatura dell aria è inferiore la distribuzione della temperatura all interno del manto nevoso può assumere un andamento diversissimo tra suolo e superficie 26

27 Fattori che influenzano il manto nevoso Temperatura Irraggiamento diretto è dato dall azione dei raggi del sole, Il riscaldamento che ne risulta influenza solo la porzione superficiale del manto Irraggiamento indiretto è dato dall azione sul manto nevoso delle radiazioni provenienti dalla terra o dalle nuvole, Il riscaldamento che ne risulta interessa il manto in tutto il suo spessore (effetto serra) 27

28 Fattori che influenzano il manto nevoso Vento effetti meccanici sui cristalli maggiore scambio termico aria-neve 1. vento freddo: sottrae calore e può generare croste ghiacciate 2. vento caldo e umido: apporta calore e può causare un riscaldamento intenso e repentino del manto 3. vento caldo e secco (föhn): veloce diminuzione dello spessore del manto nevoso per fusione 28

29 Fattori che influenzano il manto nevoso Vento 29

30 Fattori che influenzano il manto nevoso Altri eventi atmosferici 1. Pioggia: riduzione dello spessore dovuta all aumento di peso degli strati superficiali carichi d acqua (diminuzione della coesione) 2. Nebbia: avendo una temperatura più elevata di quella della superficie della neve, condensa o brina sulla superficie del manto e quindi lo riscalda 30

31 Fattori che influenzano il manto nevoso Pressione E data dal peso della neve degli strati superiori su quelli sottostanti Ha l effetto di addensare la neve e ha un ruolo importante nell accelerare il metamorfismo da gradiente debole. 31

32 Tabella esemplificativa delle trasformazioni Spessore Densità Coesione Stabilità Temperatura >0 C: fusione rigelo = = Temperatura <0 C: gradiente debole gradiente elevato = Eventi atmosferici: vento +/ pioggia nebbia neve

33 Tabella esemplificativa delle trasformazioni Causa Effetto Trasformazione distruttiva (o di isotermia) Instabilità dei cristalli di neve fresca Sublimazione (accelerata da temperature miti) che semplifica e riduce la superficie dei cristalli Trasformazione costruttiva (o di gradiente) Gradiente di temperatura nel manto nevoso Migrazione di vapore acqueo nel manto nevoso dai punti più caldi (suolo) verso quelli più freddi; accrescimento dei cristalli per sublimazione Trasformazione di fusione Riscaldamento a 0 C con formazione di acqua di fusione Il ripetuto disgelo e rigelo accresce i granuli di ghiaccio, tutte le forme di cristalli si possono trasformare direttamente in granuli grossi; è la sola trasformazione che possono subire i cristalli di brina Trasformazione meccanica Trasporto della neve e compressione del manto nevoso da parte del vento durante e dopo la nevicata Rottura dei rami dei cristalli di neve fresca; scuotimento e incastro dei frantumi; deformazione Risultato Dapprima struttura feltrata, poi granuli arrotondati isolati (neve vecchia a grana fine). POSITIVO Cristalli angolosi, poi a calice (brina di profondità) negli strati vicino al suolo. NEGATIVO Neve primaverile e di nevaio. POSITIVO Neve fresca feltrata e neve trasportata dal vento. NEGATIVO Formazione di valanghe Assestamento e consolidamento del manto nevoso: tipo di neve non favorevole al distacco di valanghe Diminuzione della resistenza, formazione di una struttura che non sopporta carichi elevati per la scorrevolezza dei cristalli Grande resistenza finche la neve è gelata, con forte riscaldamento possibilità di lastroni umidi Nonostante l assestamento, riduzione della resistenza e della deformabilità del manto nevoso e formazione di lastroni di neve asciutta 33

34 Le superfici del manto Neve fresca nevoso Durante o subito dopo una nevicata, precipitazioni con poco vento neve fresca asciutta (farinosa) neve fresca umida 34

35 Le superfici del manto nevoso Neve compattata dal vento Se durante la precipitazione o anche in tempi successivi, si manifesta un forte vento Crosta da rigelo manto nevoso che ha subito apporti di calore ai quali hanno fatto seguito diminuzioni della temperatura o forte vento 35

36 Neve primaverile Le superfici del manto nevoso Il manto nevoso primaverile ha già subito processi di fusione e rigelo Neve dura, resistente e ghiacciata (uso dei rampanti o dei ramponi) Firn, neve appena sgelata in superficie, ma compatta in profondità e portante Neve marcia: la superficie è caratterizzata dalla presenza di acqua 36

37 Le superfici del manto nevoso Erosioni da superficie la superficie del manto non è omogenea e presenta una serie di irregolarità: solchi lungo la linea di massima pendenza determinati dalla pioggia dune, ondulazioni prodotte dall azione del vento in superficie Neve pallottolare È costituita da cristalli di neve formati in masse nuvolose turbolente, può diventare un piano di slittamento 37

38 Le superfici del manto nevoso Brina di superficie Durante notti fredde e stellate si forma un particolare cristallo (in aghi o in foglie) Forma uno strato ideale di slittamento delle valanghe 38

39 Proprietà fisiche e meccaniche della neve Isolamento acustico e termico L aria presente nella neve attenua i suoni e le vibrazioni ed inoltre protegge dal freddo, all interno la temperatura è prossima a 0 C Propagazione di onde elettromagnetiche Sono i segnali trasmessi dall' A.R.T.VA., che permettono ad un apparecchio ricevente di localizzare la posizione del travolto 39

40 Proprietà fisiche e meccaniche della neve Riflessione di raggi solari La neve ha la capacità di riflettere i raggi solari (raggi infrarossi, raggi visibili, raggi UV), per la neve fresca il grado di riflessione è fino al 90% mentre per nevi vecchie o sporche è il 60% Densità si intende la quantità di ghiaccio, acqua, vapore acqueo e aria presenti in un metro cubo di neve influisce in particolare sulla resistenza della neve TIPO DI NEVE DENSITÀ (Kg/m3) Neve fresca molto leggera Circa 30 Neve fresca 100 Grani fini e arrotondati (debole gradiente) Grani sfaccettati (medio gradiente) Grani di brina di profondità (forte gradiente) Grani da fusione e rigelo

41 Proprietà fisiche e meccaniche della neve Coesione È la capacità dei cristalli di neve di restare uniti tra di loro La coesione per feltratura è un fenomeno tipico della neve fresca, i quali tramite le proprie ramificazioni realizzano un intreccio (coesione di breve durata) La coesione per sinterizzazione è la formazione di ponti di ghiaccio tra grani fini e arrotondati; questa saldatura lega fortemente i grani La coesione per capillarità è prodotta da una sottile pellicola d acqua che avvolge i grani e li incolla tra loro La coesione per rigelo è creata dal congelamento dell acqua che avvolge i grani 41

42 Proprietà fisiche e meccaniche della neve Resistenza È la capacità di resistere a sollecitazioni che tendono ad allontanare i cristalli di neve gli uni dagli altri Resistenza alla compressione: la neve presenta una resistenza che aumenta proporzionalmente con la vicinanza dei cristalli La durezza può essere misurata con il test della mano: pugno, 4 dita, 1 dito, matita o lama di coltello 42

43 Proprietà fisiche e meccaniche della neve Resistenza Resistenza alla trazione: resistenza alla trazione è solo 1/10 di quella a compressione Resistenza al taglio: ogni strato di neve posto su un pendio tende a scivolare ma viene contrastato dalle forze resistenti prodotte dalla coesione interna del singolo strato di neve e dall attrito con lo strato sottostante. Queste due azioni, opposte e parallele, inducono una sollecitazione, di taglio, allo scorrimento sui cristalli 43

44 Proprietà fisiche e meccaniche della neve Plasticità Il manto nevoso ha un comportamento simile a quello di un fluido viscoso, denso, le cui proprietà meccaniche dipendono soprattutto dalla temperatura e dalla velocità cui intervengono le sollecitazioni 44

45 Le Valanghe Valanga = massa di neve, piccola o grande che sia, in movimento lungo un pendio (definizione AINEVA). A. La zona di distacco è il luogo dove prende origine la valanga B. La zona di accumulo è il luogo dove la massa nevosa rallenta progressivamente fino a fermarsi C. La zona di scorrimento è l area compresa tra la zona di distacco e quella di accumulo C A B 45

46 Le Valanghe Classificazione Altro criterio di valutazione da considerare è quello dovuto alla causa del distacco: spontaneo, provocato da cause naturali (accumuli di neve, caduta di cornici o sassi, ) provocato, prodotto dall uomo (passaggio di sciatori o alpinisti, cariche esplosive, ) 46

47 Le Valanghe Valanga di neve a debole coesione Distacco: da un punto (forma a pera) Umidità della neve: bagnata o asciutta Durezza della neve: sempre soffice Tipo di neve: non compatta (senza coesione) Rumore: distacco senza rumore Innesco della valanga: possibile solo se vicino alla zona di distacco 47

48 Le Valanghe Valanga di lastroni Distacco: da una linea (fronte largo) Umidità della neve: bagnata o asciutta Durezza della neve: soffice o dura Tipo di neve: compatta, parte lo strato intero in quanto la neve trasmette le tensioni Rumore: si staccano con uno schianto Innesco della valanga: possibile anche a distanza, provocato dagli stessi sciatori 48

49 Le Valanghe Fattori che determinano il distacco di valanghe ZONA DI TRAZIONE ZONA DI TENSIONE AL TAGLIO TRA I VARI STRATI Il manto nevoso è sottoposto a tensioni di compressione, trazione e taglio ZONA DI COMPRESSIONE Fattori esterni di origine naturale (nuove nevicate, accumulo da vento, riscaldamento; ecc.) oppure di origine artificiale (uomo) 49

50 Le Valanghe Un aumento delle forze attive può essere prodotto: da una maggiore inclinazione del pendio È determinante l inclinazione massima del pendio, non quella media. 50

51 Le Valanghe Un aumento delle forze attive può essere prodotto: da un apporto di neve dovuto a nuove precipitazioni Ogni nevicata aumenta il pericolo in proporzione alla quantità di neve fresca caduta e all intensità della nevicata Il primo giorno di bel tempo dopo un periodo di nevicate è particolarmente pericoloso in seguito a trasporto da vento Il vento, chiamato costruttore di valanghe, è un fattore che ne determina la formazione molto più spesso del caldo Dall osservazione della superficie erosa si può determinare la direzione del vento al suolo 51

52 Le Valanghe in seguito a trasporto da vento Formazione del lastrone da vento versante sopravento avviene l azione erosiva del vento che provoca la riduzione dello spessore del manto nevoso e la compattazione del manto con formazione di croste superficiali versante sottovento deposito della neve trasportata con conseguente formazione di accumuli a forma lenticolare, chiamati lastroni da vento, formati da cristalli aventi una coesione più o meno elevata 52

53 Le Valanghe Un aumento delle forze attive può essere prodotto: da un apporto di acqua (pioggia o fusione) rilevanti quantità di acqua che aumentano il peso del manto nevoso l acqua provoca un azione lubrificante che riduce l attrito tra gli strati da un sovraccarico: Naturale caduta di sassi, la rottura di cornici e la caduta di seracchi 53

54 Le Valanghe Un aumento delle forze attive può essere prodotto: da un sovraccarico: passaggio di scialpinisti determina un sovraccarico del pendio la cui entità dipende sia dal numero dei presenti sia dal tipo di azione 54

55 Le Valanghe Una diminuzione delle resistenze e degli attriti può essere prodotta: da un importante aumento della temperatura (di più giorni): innalzamento dell isoterma > 0 C (stagione primaverile, masse di aria calda, nuvolosità) - tutti i pendii sono interessati radiazione solare - sono interessati solo i versanti soleggiati Un riscaldamento brusco (aumento della temperatura o Föhn) accresce a breve termine il pericolo Il freddo conserva il pericolo esistente e le tensioni Un raffreddamento consolida un manto nevoso umido o bagnato dalla presenza all interno del manto nevoso di strati critici: offre un piano di scorrimento preferenziale (croste da fusione e rigelo, brina di fondo, grani sfaccettati, brina di superficie, neve pallottolare) 55

56 Le Valanghe Altri fattori che influiscono sulla stabilità del manto nevoso: temperatura, orientamento dei versanti,quota Anche la quota riveste un ruolo importante in quanto la trasformazione è più lenta negli strati di neve caduta ad altitudini elevate Le gite primaverili dovranno quindi essere portate a termine prima di mezzogiorno, al fine di evitare gli effetti del forte riscaldamento 56

57 Le Valanghe Altri fattori che influiscono sulla stabilità del manto nevoso: morfologia del terreno e vegetazione La forma del terreno discontinuità come ripiani e terrazze contribuiscono alla stabilizzazione del manto nevoso La rugosità della superficie si intendono le asperità che sporgono dalla superficie del terreno e che producono degli ancoraggi che contrastano il movimento della neve singoli ostacoli isolati possono aggravare localmente le condizioni di stabilità La vegetazione Un bosco fitto di abeti svolge un azione benefica rispetto al distacco delle valanghe Piccoli arbusti non ostacolano il distacco di valanghe a lastroni, anzi lo favoriscono perché facilitano la formazione della brina di profondità Quando, in un bosco rado di abeti e larici, si incontra una zona di soli larici, è probabile che vi sia pericolo di valanghe 57

58 Le Valanghe Condizioni critiche per il distacco di una valanga di lastroni Viene analizzato il meccanismo di distacco di un lastrone di neve, il fenomeno valanghivo più tipico per chi pratica l attività sci alpinistica Il pendio deve avere una inclinazione di almeno 30 per neve asciutta e almeno 25 per neve bagnata Lo strato superficiale deve presentare neve con alta coesione Bassa coesione Alta coesione 58

59 Le Valanghe Condizioni critiche per il distacco di una valanga di lastroni All interno del manto nevoso deve esistere un piano di slittamento 59

60 Le Valanghe 60

61 Le Valanghe 61

62 Le Valanghe 62

63 Le Valanghe Valutazione del pericolo di valanghe La scala europea del pericolo di valanghe Per pericolo di valanghe si intende la possibilità che si verifichino distacchi di valanghe più o meno grandi in grado di provocare, potenzialmente, danni materiali o alle persone La scala di pericolo è infatti uno strumento per identificare in modo univoco una determinata situazione valanghiva (consiste in 5 gradi di pericolo, e viene utilizzata in Austria, Francia, Germania, Italia, Scozia, Spagna e Svizzera) 63

64 SCALA DEL PERICOLO STABILITÀ DEL MANTO NEVOSO 1 Debole Il manto nevoso è in generale ben consolidato e stabile. 2 Moderato Il manto nevoso è moderatamente consolidato su alcuni pendii ripidi, per il resto e ben consolidato. 3 Marcato Il manto nevoso presenta un consolidamento da moderato a debole su molti pendii ripidi. 4 Forte Il manto nevoso è debolmente consolidato sulla maggior parte dei pendii ripidi. 5 Molto forte Il manto nevoso è in generale debolmente consolidato e per lo più instabile. Le Valanghe PROBABILITÀ DI DISTACCO DI VALANGHE Il distacco è generalmente possibile solo con un forte sovraccarico su pochissimi pendii ripidi estremi. Sono possibili solo piccole valanghe spontanee (cosiddetti scaricamenti). Il distacco è possibile soprattutto con un forte sovraccarico sui pendii ripidi indicati. Non sono da aspettarsi grandi valanghe spontanee. Il distacco è possibile con un debole sovraccarico soprattutto sui pendii ripidi indicati. In alcune situazioni sono possibili valanghe spontanee di media grandezza, e in singoli casi, anche grandi valanghe. Il distacco è probabile già con un debole sovraccarico su molti pendii ripidi. In alcune situazioni sono da aspettarsi molte valanghe spontanee di media grandezza, e talvolta, anche grandi valanghe. Sono da aspettarsi numerose grandi valanghe spontanee, anche su terreno moderatamente ripido. INDICAZIONI PER SCI ALPINISTI ESCURSIONISTI E SCIATORI FUORI PISTA Condizioni generalmente sicure per gite sciistiche. Condizioni favorevoli ma occorre considerare adeguatamente locali zone. Le possibilità per gite sciistiche sono limitate ed è richiesta una buona capacità di valutazione locale. Le possibilità per gite sciistiche sono fortemente limitate ed è richiesta una grande capacità di valutazione locale. Le gite sciistiche non sono generalmente possibili. 64

65 Le Valanghe Indicazioni per gli utenti Quando il distacco è probabile soprattutto con un forte sovraccarico (grado 2), significa che ciò vale per la maggior parte delle situazioni ma senza escludere che siano possibili rotture anche con debole sovraccarico Il sovraccarico esercitato sul manto nevoso dipende anche dal modo di sciare: con dolcezza o di forza non produce lo stesso effetto Il grado di pericolo dà un indicazione sulla quantità relativa dei pendii pericolosi presenti in una determinata zona, nulla dice sulla loro localizzazione che viene indicata in modo dettagliato nel bollettino I servizi valanghe italiani hanno optato per la pubblicazione di indicazioni che non hanno valore prescrittivo, ma sono solamente dei consigli alpinismo, sci alpinismo e sci fuori pista: si tratta di attività sportive e del tempo libero praticate su terreno aperto in ambiti non controllati dai servizi di sicurezza e dove la responsabilità è personale (o del capogruppo) 65

66 CAI S.Donà e Treviso Scuole Alpinismo e Scialpinismo Parte II