Metodi di analisi del manto nevoso

I metodi di analisi del manto nevoso sono un aiuto e non una prova assoluta per valutare la stabilità del manto stesso.

Nel contesto della eliminazione del rischio di valanghe, percentualmente, essi rivestono un ruolo modesto. Queste prove, se realizzate da esperti, hanno un duplice obiettivo :

a) confermano quanto già era noto sulla stabilità del manto nevoso

b) sono un aiuto per valutare il grado di pericolosità di un luogo circoscritto.

 

LA PROVA DEL BASTONCINO

La prova del bastoncino è un utile aiuto che permette nel corso della gita, assieme ad altre osservazioni, di orientarsi in continuità sugli strati superiori del manto nevoso. Qesta prova non potrà comunque mai essere l'unico metodo per prendere decisioni importanti.

Il suo limite è che solo gli strati superiori (circa 1-1,5 m.) possono essere interessati da questa analisi. Il bastoncino ci dà il cambiamento di resistenza tra gli strati molli e quelli duri.

La tecnica del sondaggio empirico con il bastoncino (oppure con la sonda) viene utilizzata per verificare la struttura del manto nevoso in vari punti. Questo sondaggio viene eseguito allo scopo di verificare la durezza relativa degli strati di neve, per controllarne la debolezza e per determinare lo spessore degli strati deboli partendo dalla supeficie. Esso serve a studiare la distribuzione della neve.

Il test viene effettuato nel modo seguente :

1) Spingere il bastoncino nella neve ad angolo retto con la superficie andando il più possibile a fondo.

2) Determinare le variazioni di durezza della neve applicando una pressione sufficiente a vincere la resistenza.

3) Una volta raggiunta la massima profondità, tirare indietro il bastoncino grattando sulla parete del foro con la rotella. Così facendo spesso so possono individuare gli starti deboli.

4) Esaminare gli strati vicino alla superficie inserendo una mano nel foro particato.

Se la neve è dura il bastoncino va affondato dalla parte della manopola. La prova del bastoncino è limitata all'analisi della superficie e degli strati relativamente soffici e quindi con questo metodo non si possono localizzare gli starti deboli in profondità e gli strati deboli al di sotto degli strati duri che non si riesce a penetrare.

TEST DELLA SONDA

La sonda da valanga pieghevole viene spinta delicatamente nella neve in direzione verticale allo scopo di analizzare la stratigrafia, resistenza e spessore del manto. La direzione verticale permette di confrontare al meglio gli spessori della neve su terreno con inclinazione variabile.

TEST DELLA COMPRESSIONE (METODO CANADESE 1970)

Si costruisce un parallelepipedo di neve alto come lo spessore del manto e di circa 20x20 cm, a questo punto lo si va a caricare con la pala con la quale si era scavato. Nelle foto sottostanti come si costruisce il parallelepipedo.

Fatto il blocco si appoggia la pala e si agisce lentamente con una forza sempre maggiore. Dal comportamento della neve se ne deduce la capacità di resistere agli sforzi che potrebbero porvocare una valanga.

Se volete approfondire l'argomento si può leggere l'articolo (in inglese) : The Compression Test di Bruce Jamieson

 

IL PROFILO STRATIGRAFICO

Gli studi sulla struttura del manto nevoso vengono impegati allo scopo di individuare gli elementi che determinano la stabilità. L'obiettivo è quello di rispondere alle seguenti domande :

- esistono nel manto nevoso strati deboli e legami deboli?

- qual è il grado di resistenza degli strati e dei legami deboli?

- qual è il grado di debolezza al di sotto della superficie e il carico di neve soprastante?

- qual è il grado di resistenza degli strati di neve al di sopra degli strati deboli?

- come sono distribuiti sul terreno gli strati e gli strati deboli?

Per rispondere a queste domande vengono effettuate numerose osservazioni, anche se nessuna di esse presa singolarmente è in grado di fornire tutte le risposte.

Un profilo stratigrafico (analisi in buca) consiste nell'annotare lo sviluppo degli strati e le proprietà di ogni singolo strato. L'esame viene eseguito scavando una buca nella neve e osservando i singoli strati. Questo tipo di prova è adatto per varie applicazioni: identificazione degli strati deboli nei punti in cui vi può essere la rottura del manto nevoso; calcolo del carico sovrastante uno strato debole e della durezza di un lastrone; verifica dei cambiamenti della strtigrafia, della resistenza del manto e delle temperature in seguito a periodiche osservazioni eseguite in quel punto; previsioni della stabilità in certe condizioni atmosferiche.

 

Alcuni esempi di profili stratigrafici, il centrale eseguito sul punto di distacco di un enorme lastrone

I profili stratigrafici forniscono dati sul clima invernale permettendo di individuare le nevicate, la quantità di neve caduta, gli effetti della temperatura e l'equivalente in acqua del manto nevoso. Essi forniscono inoltre dati preziosi sulla natura del manto nevoso, obbligando gli osservatori ad approfondire lo studio. Oltre che per valutare la stbilità, i profili stratigarfici vengono applicati alle previsioni del deflusso fluviale in seguito a fusione della neve.

Uno svantaggio di questo tipo di esame sta nel fatto che richiede un tempo molto lungo (da mezz'ora ad alcune ore), un lasso di tempo tropo lungo quando si tratta di prendere decisioni rapide riguardo la stbilità del manto nevoso.

Inoltre esso dà una indicazione puntuale e non generale sul pendio da attraversare.Quindi i profili stratigrafici vengono eseguiti nelle aree di studio presso le stazioni meteorologiche dagli esperti per studiare il manto nevoso e trarre fondamentali notizie per la compilazione dei bollettini di pericolo.

PROFILO PENETROMETRICO

Il profilo penetrometrico consiste nell'annotare l'indice di resistenza alla penetrazione in una sezione verticale del manto nevoso. Questo metodo fornisce ulteriori indicazioni evidenziando le variazioni di durezza degli strati di neve da un punto di vista quantitativo.

Questo metodo deriva da tecniche analoghe applicate alla investigazione dei suoli, esso è entrato a far parte delle osservazioni sul manto nevoso negli anni '30, quando ebbero inizio in Svizzera gli studi sulla neve e le valanghe.

TECNICA DI OSSERVAZIONE

La resistenza alla penetrazione viene misurata immettendo verticalmente nella neve una sonda a percussione. Questa costituita da un tubo , o asta, provvisto di una scala graduata in cm per misurare la profondità e una punta a forma di cono standard (diametro 40 mm e angolo di 60°). Un peso fatto cadere dall'osservatore genera la forza di spinta.

Se un peso n cade da un altezza f (in cm) e genera una penetrazione p, allora la resistenza alla penetrazione R (in newton) sulla distanza p è la seguente:

 

dove T è il peso totale dei tubi della sonda utilizzati(un tubo della lunghezza di 100 cm pesa 10 o 5 N).Altre sezioni vengono aggiunte quando la profondità si avvicina ai 100 cm da quando è stato aggiunto l'ultimo pezzo. Il parametro H esprime il peso del martello (si solito 5 o 10 N o più). La distanza p tra due letture viene di solito scelta tra 3 e 8 cm. Si calcola la resistenza alla penetrazione R dei vari strati su tutto lo spessore del manto nevoso.

Per approfondire l'argomento delle sonde penetrometriche potete leggervi l'articolo seguente : Le sonde penetrometriche del 2000

Di seguito alcuni esempi di profili penetrometrici con commento:

Questo è un profilo penetrometrico in cui sono indicati nella curva rossa le temperature alle varie profondità, con il grafico azzurro la resistenza dei vari strati alle varie profondità, con la lettera F la forma dei cristalli, con la lettera D la grandezza dei cristalli in mm. ,con la lettera K la durezza degli strati, con la lettera G la densità della neve alle varie profondità che si legge sull'asse delle ordinate. Sull'asse delle ascisse invece troviamo il valore R della resistenza in kp. Tale simbologia internazionale è usata da tutti gli scienziati del mondo.

Questo è un profilopenetrometrico eseguito sul modello dell' AINEVA, al posto dei simboli si usano i numeri, ad esempio nello strato vicino al terreno sono indicati cristalli di tipo 4, cioè se andate a vedere la simbologia sono i cristalli angolosi, prima fase del metamorfismo costruttivo, già sopra ci sono i tipo 5 cioè i cristalli a calice.Notate sulla superficie la neve fresca , cristalli tipo 1 e 2.

Questo è un profilo semplificato che indica solamente la resistenza R del manto nevoso e la curva di temperatura tra il suolo e la superficie.

L’analisi del manto nevoso viene effettuata con una "sonda a martello", con l’esame a vista degli strati e con le misure delle temperature e delle densità. I dati ricavati da queste indagini vengono poi opportunamente riportati su un grafico. Questo metodo di misura dà un’idea abbastanza precisa della diversa resistenza dei vari strati che costituiscono il manto nevoso, a condizione che il sondaggio sia effettuato in aree opportunamente delimitate e ubicate in siti rappresentativi.

Il sondaggio con la sonda a martello ed il profilo sono complementari: se l’esame con la sonda fornisce dati unicamente quantitativi, il profilo stratigrafico dà maggiori informazioni sulla qualità della neve.

Le osservazioni fatte riguardano: la misura della temperatura: si inseriscono nel manto nevoso dei termometri, uno ogni 10 cm, se la coltre è di un metro di spessore, altrimenti ogni 10 cm fino alla profondità di 50 cm e quindi ogni 20 cm fino al suolo; individuazione degli strati ed annotazione delle differenze di altezza di questi; esame dei differenti strati ed individuazione dei cristalli di neve; misura del peso specifico della neve appartenente ad ogni strato: si preleva una carota di neve con un apposito cilindro metallico e la si pesa con un dinamometro.

ANALISI DEGLI STRATI

Per ciascun strato, si devono valutare: valore del contenuto di acqua allo stato liquido: si confeziona con una mano guantata una palla di neve e si valuta con una osservazione il grado di umidità della palla stessa; forma dei grani: si prelevano dei campioni di neve e si esaminano con una lente, valutando l’entità dei processi di metamorfismo a cui la neve è soggetta; durezza: si calcola con il test della mano, valutando empiricamente la maggior o meno facilità di infilare nel manto nevoso un pugno, quattro dita, un dito, una matita o una lama di coltello; dimensione dei grani: si stimano osservando i cristalli di neve con la lente di ingrandimento dopo averli posati su una piastrina millimetrata.

Da queste analisi si denota che tutti questi studi mancano fondamentalmente del valore della resistenza al taglio degli strati del manto nevoso.

Dato perciò che nei profili stratigrafici e penetrometrici manca tale valore, si ritiene che essi sono inattendibili per la valutazione della resistenza del manto nevoso su pendio ripido, e inutili anche per rispondere alla domanda : qual è il carico di rottura di quel pendio?