LE VALANGHE. Tabella esemplificativa delle trasformazioni

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1 LE VALANGHE Introduzione Per manto nevoso si intende il deposito al suolo di tutti i cristalli di neve e ghiaccio formatisi in atmosfera e successivamente precipitati per effetto della forza di gravità. Questi cristalli sono soggetti a continue trasformazioni, ed a seconda delle condizioni fisiche e climatiche dell'ambiente in cui si trovano, possono modificare la loro struttura, aggregarsi fra loro, variare i volumi e le forme. Di conseguenza anche le caratteristiche fisiche e meccaniche, e quindi la stabilità del manto nevoso stesso, mutano nel tempo. Quindi la "materia" neve non ha una struttura sempre uguale nel tempo e nello spazio, ma come una specie di "torta", presenta numerose stratificazioni, con caratteristiche anche molto diverse fra di loro, indice di formazione e successive trasformazioni avvenute in condizioni "climatiche" ed ambientali diverse. Inoltre il manto nevoso non è un corpo rigido, in realtà ha un comportamento simile a quello di un fluido viscoso, molto denso, le cui proprietà meccaniche dipendono principalmente dalla temperatura e dalla velocità con cui intervengono le sollecitazioni. Tabella esemplificativa delle trasformazioni Trasformazione distruttiva (o di isotermia) Trasformazione Trasformazione di Trasformazione costruttiva (o di fusione meccanica gradiente) Causa Instabilità dei cristalli di neve fresca Gradiente di tem- Riscaldamento a Trasporto della peratura 0 C con formazione neve e compresnel manto nevoso di acqua di fusione sione del manto nevoso da parte del vento Effetto Sublimazione (accelerata da temperature miti) che semplifica e riduce la superficie dei cristalli Migrazione di vapore acqueo nel manto nevoso dai punti più caldi (suolo) verso quelli più freddi; accrescimento dei cristalli per sublimazione Risultato Dapprima struttura feltrata, poi granuli arrotondati isolati (neve vecchia a grana fine). POSITIVO Cristalli angolosi, Neve primaverile e poi a calice (brina di nevaio. di profondità) ne- POSITIVO gli strati vicino al suolo. NEGATIVO Neve fresca feltrata e neve trasportata dal vento. NEGATIVO Diminuzione della resistenza, formazione di una struttura che non sopporta carichi elevati per la scorrevolezza dei cristalli Nonostante l assestamento, riduzione della resistenza e della deformabilità del manto nevoso e formazione di lastroni di neve asciutta Formazione Assestamento e di valanghe consolidamento del manto nevoso: tipo di neve non favorevole al di valanghe Il ripetuto disgelo e rigelo accresce i granuli di ghiaccio, tutte le forme di cristalli si possono trasformare in granuli grossi; è la sola trasformazione che possono subire i cristalli di brina Grande resistenza finche la neve è gelata, con forte riscaldamento possibilità di lastroni umidi Rottura dei rami dei cristalli di neve fresca; scuotimento e incastro dei frantumi; deformazione

2 La stabilità del manto nevoso Come ogni entità fisica presente sulla terra, anche il manto nevoso è soggetto alla forza di gravità, il peso della neve viene raffigurato come un vettore verticale P, che si manifesta con movimenti e deformazioni più o meno evidenti a seconda della velocità e dell'intensità delle forze che entrano in gioco. Con l applicazione della forza peso su un piano orizzontale, l'effetto risultante nel tempo è l'assestamento, cioè la riduzione di spessore e di volume con conseguente aumento della densità della massa nevosa e la diminuzione dell'altezza del manto. Quando il piano d'appoggio del manto nevoso e' inclinato, la forza "P" può essere scomposta in due forze: la forza "T" (forza di taglio) tangente al e rivolta verso la massima pendenza; essa e' tanto piu' elevata quanto maggiore e' l'inclinazione del e tende a far scivolare la neve verso valle; la forza "N" (forza di compressione) che e' ortogonale al piano d'appoggio, verso cui e' rivolta, e tende a comprimere la neve contro il terreno favorendone l'adesione. Per mantenere in equilibrio il manto nevoso, a queste due forze si oppongono, rispettivamente: la forza "R" (forza di resistenza) che e' la sommatoria di tutte le resistenze del manto nevoso (coesione e attriti dello strato più debole) ed e' rappresentata da un vettore applicato sullo strato più debole, parallelo al ma rivolto verso monte; la resistenza del piano d'appoggio (suolo) che annulla la forza "N" in quanto sempre maggiore della stessa forza "N". I principali fattori che influenzano la stabilità del manto nevoso sono quindi legati all'inclinazione dei e all'aumento del peso, per effetto di una nuova precipitazione o per una sollecitazione di carico (per es.: passaggio di uno sciatore). Entrambi questi fattori comportano l aumento della forza "T", la componente della forza peso parallela al. La resistenza "R" diminuisce per riduzione della coesione connessa ai metamorfismi. In caso di pioggia sul manto nevoso avviene contemporaneamente l'aumento di "T" e la riduzione di "R" con le ovvie conseguenze di una facile perdita dell'equilibrio. Possiamo quindi introdurre il concetto di grado di stabilità S, definendolo come rapporto fra le forze resistenti R, cioè quelle che si oppongono al movimento, e le forze propulsive T, cioè quelle parallele al che tendono a muovere il manto: S = R/T

3 E pertanto: se R>T sarà S >1 e si avranno condizioni di stabilità; se R=T sarà S=1 e si avranno condizioni di equilibrio precario; se R< 1 sarà S<1 e si avranno condizioni di instabilità (valanga). La valanga sul terreno In ogni valanga è in genere possibile riconoscere una zona di, una di scorrimento ed una terminale di accumulo o arresto. La zona di è il luogo dove si origina il fenomeno. Sovente è collocata in prossimità delle creste dorsali, al di sopra del limite della vegetazione forestale o dove la neve, a seguito di nuove precipitazioni o del trasporto eolico, si accumula. Qui la neve instabile si frattura e comincia a muoversi. Perché una valanga si inneschi è necessaria un inclinazione del di almeno 30 ; sotto tale valore il risulta estremamente raro. Altri fattori influenzano il : la morfologia del terreno, la quota, l esposizione, la copertura vegetale ed il sovraccarico esterno. La zona di scorrimento è l area compresa tra la zona di e quella di arresto; è qui che la valanga raggiunge la sua massima velocità. Tale zona, spesso, è caratterizzata, oltre che da elevate pendenze, dalla quasi totale assenza di vegetazione arborea o dalla presenza di specie arboree differenti o di età diversa rispetto alle zone limitrofe. La zona di accumulo è il luogo dove la massa nevosa rallenta progressivamente fino a fermarsi. Può essere un ampio ripiano, un fondovalle o il versante opposto di una vallata. Qui le valanghe possono essere deviate anche da piccoli ostacoli, come gli alberi di un bosco. Dimensione delle valanghe In base alle dimensione queste possono essere definite: Scivolamento o scaricamento deposito a debole coesione; il pericolo è legato all'impatto o alle cadute non al travolgimento; hanno lunghezza minore di 50 m, volumi inferiori a 100 m; piccole valanghe si fermano su pendii ripidi (inclinazione maggiore di 30 ) ma possono seppellire, ferire o uccidere una persona; hanno lunghezza minore di 100 m e volumi inferiori a m3; valanghe di media grandezza raggiungono il fondo del ripido (inclinazione maggiore di 30 ) e possono seppellire e distruggere un'automobile, danneggiare un camion, distruggere una piccola casa o piegare alcuni alberi; hanno lunghezza minore di m e volumi inferiori a m3; grandi valanghe percorrono anche terreni a ridotta inclinazione (inclinazione minoredi 30 ) per distanze superiori a 50 m e possono raggiungere i fondovalle; possono seppellire e distruggere il vagone di un treno, un automezzo di grandi dimensioni, vari edifici o parte di un bosco; hanno lunghezza maggiore di m e volumi maggiori a m3.

4 Cause del I distacchi vengono inoltre suddivisi in: distacchi spontanei il avviene senza influenza esterna al manto nevoso; distacchi provocati causati da carichi supplementari, esterni, sul manto nevoso (per esempio: passaggio di persone o mezzi meccanici, una esplosione, ecc.); Nel caso del provocato, il sovraccarico applicato può essere definito come: debole sovraccarico sciatore o snowboarder che effettua curve dolci, gruppo che rispetta le distanze di sicurezza (minimo 10 m), escursionista con racchette da neve; forte sovraccarico escursionista a piedi, sciatore o snowboarder che cade, due o più sciatori o snowboarders che non rispettano le distanze di sicurezza, mezzo battipista, esplosione; TABELLA DEL SOVRACCARICO

5 La classificazione delle valanghe Di valanghe ne esistono di molti tipi, per cui sono state studiate diverse classificazioni per poterne individuare correttamente e compiutamente il tipo. Una di queste, forse la più vecchia, ma anche la più significativa, è stata redatta dall'istituto Svizzero per lo Studio della Neve e delle Valanghe di Davos, e si basa su alcuni criteri, ciascuno suddiviso in due caratteristiche alternative: Criterio Caratteristica Da un solo punto ( puntiforme). Caratteristico della neve a debole coesione. La neve parte da un punto e va via via allargandosi ed assumendo, su un uniforme, la forma di una pera Tipo di Su una linea spezzata e da un'area estesa. Questo è caratteristico della neve compatta e il avviene per rottura di lastroni di neve (valanga di neve a lastroni) La superficie di scivolamento può essere il terreno, che resta nudo (valanga di fondo) Posizione della superficie di scivolamento La superficie di scivolamento può essere una superficie di neve sottostante (valanga di superficie)

6 neve scorre radente al, a contatto del suolo (valanga radente) Tipo di movimento neve si muove come una nube nell'aria (valanga nubiforme) La neve può scendere lungo un canalone con percorso obbligato (valanga incanalata) Forma del percorso La neve può scendere su un versante aperto (valanga di versante non delimitato) Umidità della neve Causa innescante Valanga di neve asciutta Valanga di neve umida o bagnata Valanghe spontanee Valanghe provocate Dalla combinazione dei vari criteri e delle varie caratteristiche, si può così individuare correttamente il tipo di valanga (es: valanga di lastroni, di superficie, asciutta, incanalata e nubiforme ecc.).

7 Descrizione delle caratteristiche e delle dinamiche delle valanghe Valanghe a debole coesione La mancanza di coesione, tipica della neve fresca asciutta all'inizio del metamorfismo di isotermia o della neve molto bagnata, è la caratteristica principale di questo tipo di valanga. Nelle valanghe a debole coesione il movimento si origina a partire da una o alcune particelle di neve incoerente, e durante la caduta si propaga ad altra neve, formando una traiettoria via via più larga, di forma triangolare detta anche a pera. Se la causa del e' uno sciatore il moto della valanga di neve a debole coesione inizia, normalmente, a valle degli attacchi degli sci. Lo sciatore che provoca questo tipo di valanga, generalmente, nel momento in cui la provoca non viene coinvolto (ad esempio se è in salita o in discesa diagonale); può esserlo, invece, se sta scendendo con una serpentina, in quanto la sua velocità può portarlo a valle del punto di prima che la neve abbia vinto l'inerzia dell'inizio del movimento, per cui lo sciatore può non fare in tempo ad accorgersi di aver messo in moto la valanga. Vediamo ora le diverse caratteristiche a seconda che la neve sia asciutta o bagnata: Valanghe di neve asciutta a debole coesione al - precipitazioni nevose a basse temperature - persistenza delle basse temperature dopo la nevicata superiore a Sopra i 50 i distacchi sono assai frequenti ma di modesta entità, fra i 28 e i 50 si possono formare grandi accumuli Tutti i versanti e quote per lo più elevate Periodo più favorevole al - Pieno inverno; - In autunno e in primavera solo alle quote più elevate; - Durante e subito dopo le nevicate sui versanti esposti ai quadranti meridionali, più tardi, con instabilità permanente, sui versanti esposti ai quadranti settentrionali e in ombra; - La durata del pericolo è tanto maggiore quanto più basse sono le temperature; - Nessuna differenza significativa tra le ore diurne notturne. - Spontanee: Metamorfismo da isotermia; - Accidentali: caduta di sassi, vento, passaggio di animali, sciatori;

8 Caratteristiche Velocità superiori a Km/h se la valanga rimane prevalentemente di tipo radente. Ostacoli o salti di roccia possono dar luogo a valanghe di tipo nubiforme (di densità compresa tra 3 e 15 Kg/m3) che possono raggiungere una velocità fino a 300 Km/h con pressioni sugli ostacoli fino a 50 t/mq.; queste sono valanghe che producono un effetto soffio che crea danni anche oltre i margini della zona di scorrimento e di deposito. Per consentire la propagazione del moto queste valanghe richiedono pendenze superiori a quelle sulle quali si sviluppano normalmente le valanghe a lastroni; è stato osservato che la maggior parte di esse si formano su pendii con inclinazione compresa tra 40 e 60. Se la pendenza del versante non è molto elevata la distanza percorsa da queste valanghe è breve e non si raggiungono elevate velocità. Anche l estensione in larghezza risulta complessivamente ridotta rispetto alle valanghe a lastroni. Valanghe di neve bagnata a debole coesione al Periodo più favorevole al Caratteristiche - Precipitazioni nevose a temperature elevate con pioggia o con deposito al di sotto della quota dello zero termico; - Elevati incrementi di temperatura primaverili; - Forte soleggiamento. Tutti i versanti con inclinazione superiore a 20. Ad inclinazioni superiori a 45 i distacchi sono frequenti ma di piccola mole, tuttavia possono innescare movimenti ad inclinazioni inferiori I distacchi sono più frequenti sui versanti esposti ai quadranti meridionali - In primavera, talvolta in autunno, durante o dopo le precipitazioni (raramente in inverno); - In assenza di precipitazioni, in tarda primavera, specie nelle ore della tarda mattinata, pomeridiane e serali. - Spontanee: metamorfismo di fusione, sovraccarico; - Accidentali: Caduta di sassi o di cornici, passaggio di sciatori, animali ecc.; Se la neve e' molto bagnata, la sua velocita' non supera, in genere, i Km/h. e il moto resta radente; ha una densità con valori prossimi anche ai Kg/m3

9 Valanghe a lastroni Le valanghe a lastroni sono dovute al improvviso di un intero lastrone di neve coerente, a partire da un fronte più o meno esteso. In esse la neve si stacca a lastre e solo durante il movimento queste si spezzano in frammenti di minori dimensioni. Il cedimento primario si verifica in corrispondenza della superficie di contatto del lastrone con lo strato debole sottostante, in cui e' più debole la resistenza al taglio, successivamente cedono gli ancoraggi periferici. Perché si formi un lastrone è necessario che all interno della coltre nevosa ci siano strati con una coesione sufficientemente elevata da consentire la trasmissione delle sollecitazioni a grande distanza. Ciò avviene, per esempio, per l azione del vento che determina una frantumazione meccanica dei cristalli di neve con conseguente compattazione dello strato e scarsi legami tra lo strato rimaneggiato e quello sottostante (si parla in questo caso di lastroni da vento caratterizzati da una densità superiore ai 200 Kg/m3). Le valanghe a lastroni possono essere di superficie o di fondo a seconda che si muovano solo alcuni strati superficiali o l intero manto nevoso. Le prime sono le più comuni: in esse uno strato più fragile funge da piano di e su di esso slitta uno strato più o meno spesso di neve asciutta che generalmente viene apportata dal vento. La valanga di lastroni asciutti può anche trasformarsi in nubiforme quando la sua velocità e le asperità del terreno sono in grado di frantumare minutamente i lastroni stessi, specie se si tratta di lastroni soffici (la densità in questo caso può essere anche prossima ai 100 Kg/m3). Nella maggior parte dei casi il avviene per un aumento del carico sul manto nevoso dovuto al passaggio di sciatori; le valanghe in questo caso vengono dette provocate. Le valanghe di lastroni sono le più pericolose per gli sciatori fuori pista e gli sci-alpinisti in quanto non e' sempre possibile riconoscere per tempo un lastrone instabile. La maggior parte degli incidenti e' dovuta al provocato dal peso o dalla sollecitazione dinamica (ad esempio sciatore in discesa a fine curva) delle stesse persone che ne vengono coinvolte. Poiché la linea di frattura si verifica normalmente a monte del punto in cui viene applicato il carico, e non lungo la traccia in cui il viene percorso, lo sciatore ne viene travolto. E' pertanto un luogo comune errato il concetto che il, in questo caso, si verifichi per il "taglio" della superficie nevosa effettuato dagli sci. Al contrario, uno sci che affonda nel lastrone lasciando una traccia sta a significare che una parte del carico provocato dallo sciatore e' assorbita dalla deformazione della neve, per cui l'equilibrio viene turbato di meno, mentre un lastrone duro, che non viene deformato dagli sci, trasferisce la sollecitazione di carico direttamente sugli ancoraggi che, se non sono sufficientemente resistenti, possono cedere.

10 Valanghe di lastroni duri al Periodo più favorevole al al - VENTO; - Alternanza di fusione e rigelo; - Presenza di strati deboli sottostanti. prevalentemente fra i 28 e i 50 ; Tutti i versanti, anche sopravento, - Gli avvallamenti e i canaloni. - In inverno e anche in primavera alle quote più elevate, dopo periodi di vento specie se con effetto di Fhoen (placche da vento); - In primavera nelle ore diurne (croste di fusione e rigelo). - Spontanee: difficile - Accidentali: Passaggio di sciatori, animali ecc. - Sovraccarico Valanghe di lastroni di neve compatta - VENTO - Presenza di strati deboli sottostanti (brina di superficie incorporata, brina di profondità, strati parzialmente metamorfizzati per isotermia); - prevalentemente fra 28 e Tutti i versanti. Periodo più favorevole al - Inverno inoltrato e inizio primavera, specie dopo lunghi periodi di tempo bello, stabile e freddo. - Spontanee: Metamorfismo da gradiente; - Progressiva riduzione della resistenza al taglio degli strati interni; - Accidentali: sovraccarico (passaggio di sciatori, nuove nevicate). Valanghe di lastroni di neve soffice o molle al Periodo più favorevole al - Precipitazioni nevose di intensità elevata, a temperature moderate o elevate, su strati deboli per presenza di brina di profondità o brina di superficie incorporata o croste superficiali preesistenti. - con inclinazione superiore ai 28 - Tutti i versanti. - Durante o dopo le precipitazioni per un periodo di tempo più o meno lungo a seconda della quantità e della temperatura della neve; - A temperatura di caduta elevata corrisponde un pericolo di durata minore, sia per assestamento più rapido, che, in caso di abbassamento della temperatura successivo alla nevicata, per aumento temporaneo della resistenza. - Spontanee: Sovraccarico di neve su strati deboli (brina di superficie o croste ghiacciate incorporate, brina di profondità; - Accidentali: sovraccarico (passaggio di sciatori, nuove nevicate).

11 Valanghe di lastroni di neve bagnata al Periodo più favorevole al - Isotermia a 0 in tutto lo strato; - Presenza di strati deboli interni o croste ghiacciate impermeabili. - con inclinazioni fra i 28 e i 50 ; - Oltre tali inclinazioni i casi di di questo tipo di lastroni sono rari in quanto la neve si è già staccata prima per altre cause - Tutti i versanti. - Primavera. - Spontanee: metamorfismo di fusione con percolazione di acqua liquida nel manto nevoso fino a raggiungere il terreno o strati interni impermeabili; - Diminuzione della resistenza alla trazione ed al taglio; - Sovraccarico per altre precipitazioni nevose o piovose; - Accidentali: sovraccarico, sollecitazioni superficiali (evento raro).