INTRODUZIONE

L'esecuzione di prove penetrometriche e stratigrafiche al di fuori dei tradizionali campi neve in piano ha sempre riscontrato una certa riluttanza da parte dei rilevatori a causa delle ingombranti e pesanti attrezzature da portare a spalla. Infatti il trasporto della sonda penetrometrica con aste da 1 m e del peso complessivo di 30 N (2 metri di aste più la massa battente), nell'apposita sacca a tracolla o alla meglio nello zaino, è sempre stato difficoltoso specie nei movimenti sulla neve utilizzando gli sci. L'ingombro dato soprattutto dalla lunghezza delle aste determina delle oggettive difficoltà nell'imbarco di elicotteri, seggiovie, cabinovie e funivie e anche il pericolo, in caso di bruschi e improvvisi movimenti da parte del rilevatore, di accidentali contusioni con le persone vicine. Sempre la precarietà della sistemazione a spalla della sonda determina, al rilevatore munito di sci, una limitazione dei movimenti, una insicura sciata specie in condizioni di piste dure o ghiacciate o affollate da sciatori. Altri elementi che hanno spinto gli Uffici Valanghe a ricercare delle soluzioni alternative alla sonda tradizionale sono stati la necessità di disporre di dati sulle caratteristiche fisiche meccaniche del manto nevoso lungo itinerari di sci alpinismo, per consentire la realizzazione di bollettini valanghe più affinati o prodotti specifici (es. Bollettini di analisi) e la necessità di ridurre i rischi dovuti proprio al trasporto della sonda, ai fini di adempiere ai documenti sulla sicurezza realizzati dopo l'entrata in vigore del Decreto Legislativo 626/94. In questo contesto generale sono state realizzate una sonda penetrometrica dal peso ridotto per facilitare il trasporto nello zaino e ed è stato ripreso l'uso della sonda penetrometrica tradizionale con aste da 0.5 m, modello già presente sul mercato da alcuni anni, ma poco utilizzato.

LA SONDA PENETROMETRICA DAL PESO RIDOTTO

I primi tentativi

Agli inizi degli ani '90 sono stati intrapresi in Italia alcuni studi per realizzare una sonda penetrometrica dal peso proporzionalmente inferiore al modello originale, con un rapporto circa di 1 a 5. Nell'autunno 1990 con la collaborazione dalle officine di Matterello della Provincia Autonoma di Trento, è stata realizzata una prima sonda in lega leggera dal peso complessivo di 10 N e con 2 metri di aste. Questo modello, dopo una breve sperimentazione in campo è stato abbandonato, in quanto il materiale impiegato non era sufficientemente rigido e determinava un elevato momento flettente alle aste e un rapido deterioramento delle filettature di giunzione delle stesse. Nel frattempo anche una ditta privata realizzava un modello simile, più rigido e con alcuni accorgimenti tecnici interessanti. E' nata quindi, fra la ditta e l'AINEVA, una collaborazione per lo sviluppo di un nuovo modello dove i tecnici AINEVA provvedevano alla sperimentazione in campo e alla realizzazione delle nuove specifiche tecniche, mentre la ditta realizzava i nuovi componenti e commercializzava, alla fine della sperimentazione, la nuova sonda.

LA SONDA "LEGGERA"

La versione finale della sonda leggera è stata definitivamente realizzata nell'autunno del 1991. E' stata realizzata utilizzando un materiale più rigido, colorata di nero con scala graduata in cm, puntale e massa battente in ottone per un peso complessivo, comprensivo della sacca di alloggiamento, di 13 N. Le aste, di lunghezza di 0.5 m, pesano circa 2 N/m, sono filettate agli estremi e per facilitare la loro giunzione, sono stati realizzati due piccoli fori orizzontali alle estremità, nei quali inserire degli appositi ferri in modo da poter agire a contrasto per serrare o aprire le giunzioni filettate. Questa soluzione, assieme ad una filettatura più precisa, ha permesso di eliminare gran parte dei problemi legati all'elevato momento flettente del primo prototipo. Il puntale della sonda non è solidale con una asta, ma viene fissato anche esso per mezzo di un giunto filettato. La determinazione delle misure e del peso del puntale ha richiesto molte prove in campo. Inizialmente sono stati provati diversi puntali leggeri, in alluminio, dal diverso diametro e angolo incidente la neve. Alla fine è stato scelto un puntale di ottone, del peso di 1,5 N, dal diametro di 30 mm e con un angolo incidente la neve di 70° leggermente superiore a quello della sonda tradizionale di 60°. Questo accorgimento ha determinato nella sonda, un peso concentrato in punta e non distribuito uniformemente lungo la lunghezza, ma ha permesso di aumentare la verticalità di penetrazione della sonda nella neve. La massa battente, o martello, è stata realizzata in ottone, con un peso di 4,5 N, uguale al primo metro della sonda pronta per il rilievo. Per trasmettere il lavoro dato dalla caduta della massa battente al sistema di aste, è stata realizzata una apposita rondella da inserire fra le aste all'altezza di 1 o 2 m, per fermare la caduta del martello. Le varie soluzioni tecniche adottate hanno permesso di realizzare una sonda leggera in cui non sono più rispettate le proporzioni con il modello tradizionale, ma con buoni risultati per quanto riguarda gli andamenti dei profili delle durezze ricavati. Il dato comparativo più vicino per le due sonde riguarda la pressione di punta che, nella sonda leggera è solo il 10% inferiore a quella tradizionale per quanto riguarda il primo metro di aste, ma è del 25% inferiore con due metri di aste. Occorre precisare che anche i pesi della sonda tradizionale sono del tutto convenzionali, basti pensare che quando la neve ha uno spessore di 1 metro si utilizza una sonda dal peso di circa 10 N e un martello dal peso uguale, mentre, quando si indaga un manto nevoso con spessore fra 1 e 2 metri si utilizza una sonda dal peso di circa 20 N e, di norma, un martello da 10 N.

I test comparativi

In questi anni sono stati eseguiti più di un centinaio di prove comparative fra la sonda penetrome-trica classica e la sonda leggera. I test sono stati fatti eseguendo le prove in successione ad una distanza massima di 50 cm e con vari tipi di neve. I risultati ottenuti sono stati più che soddisfacenti come si può vedere negli allegati profili. Delle piccole differenze sugli andamenti delle durezze sono sempre state osservate: in presenza di strati estremamente soffici la nuova sonda riesce ad individuare meglio i livelli di separazione degli strati, mentre una certa difficoltà alla penetrazione della neve è stata riscontrata in presenza di strati estremamente compatti da vento.

LA SONDA TRADIZIONALE CON ASTE DA 0.5 METRI

La sonda leggera è stata accolta favorevolmente dai rilevatori sia per il poco ingombro e il facile alloggiamento all'interno dello zaino, sia per il peso ridotto che ha consentito il suo trasporto, con poco aggravio fisico del rileva-tore, anche lungo gite sci alpi-nistiche. Tuttavia è rimasto il problema della sua validità e confrontabilità con il modello tradizionale in ambiente scientifico. Per facilitare il trasporto e per garantire una maggior sicurezza al rilevatore è stato ripreso l'utilizzo della sonda penetrometrica tradizionale formata da aste lunghe 0.5 m. L'utilizzo di queste aste non è del tutto nuovo in quanto sul mercato sono già presenti alcuni modelli i cui pesi/metro però non sono omogenei. La collaborazione fra il Centro Valanghe di Arabba e una ditta privata ha permesso di realizzare una sonda con aste da 0.5 m di lunghezza e dal peso uniforme di 10 N/m anche nell'asta munita di puntale fisso. Inoltre per facilitare il trasporto e ridurre conseguentemente l'ingombro, l'asta di lancio è stata ridotta a 0.5 m, al posto degli abituali 0.6 m. Innesti di tipo tradizionale a baionetta o a sfera sono stati utilizzati per unire le varie aste mentre i giunti guida sono stati realizzati in parte in materiale plastico. Con questo tipo di sonda non sono stati fatti profili comparativi in quanto, una volta montata, presenta le stesse caratteristiche tecniche della sonda tradizionale con aste da 1 m di lunghezza. Tuttavia la sua robustezza e affidabilità è stata testata in alcune campagne scientifiche in Antartite e Artide.

SOFTWARE PER LA VISUALIZZAZIONE DEI DATI

Gli indici di durezza del manto nevoso ricavati con le prove penetrometriche eseguite con le due sonde possono essere visualizzati con i software utilizzati sull'arco alpino italiano quali Yeti, Snow Pro 2.1 e il nuovo SnowPro 2000.Per quanto riguarda la sonda da 10N/m di peso con aste da 0.5 m, i dati sono inseriti nella stessa modalità della sonda avente aste da 1 m di lunghezza non essendoci differenze di peso. Per quanto riguarda la sonda leggera occorre verificare che il software utilizzato consenta di variare il peso del martello e delle aste (differenti rispetto al modello tradizionale), per la determinazione dell'indice di durezza in modo da consentire l'inserimento diretto dei dati rilevati in campo e cioè: altezza di lancio della massa battente, numero di alzate e profondità di penetrazione della sonda. Se la variazione è possibile (Yeti e Snow Pro 2000), vengono impostati i nuovi valori e si procede all'inserimento dei dati come da normale procedura. Se ciò non è possibile (Snow Pro 2.1) occorre procedere al calcolo manuale utilizzando la formula classica (Roch A. 1980):

Dove R= indice di durezza, P= Peso del martello in N, n= numero di alzate, h= altezza di lancio del martello in m, Ð= affondamento sonda in m, A=peso delle aste in N Pertanto per le due sonde, il peso del martello P e delle aste A è: o sonda leggera: P= 4.5 N, A= 4.5N o sonda con aste da 0.5 m e da10N/m: P= 10, A= 10 N

La formula per il calcolo degli indici di durezza per la sonda leggera diventa:

CONCLUSIONI

L'introduzione delle sonde penetrometriche formate da aste da 0.5 m ha consentito di ridurre i rischi conseguenti a lesioni dirette in caso di caduta e indirette durante il trasporto con gli impianti di risalita (Regione del Veneto, 1999). Inoltre l'ingombro ridotto della versione con i pesi standard (aste a 0.5 m e dal peso di 10 N/m) è stato particolarmente apprezzato per la facilità di alloggiamento, imbarco e sbarco dall'elicottero durante alcune campagne scientifiche in Antartide (Cagnati A., 1997; Valt M. e A.Cagnati, 2000). Il minor peso della sonda leggera (15 N circa con la sacca), ha permesso di ottenere dati sugli indici di durezza del manto nevoso anche lungo itinerari sci alpinistici impegnativi, in quanto il rilevatore non è stato più limitato, dal peso e dalle dimensioni del modello tradizionale, nell'affrontare salite e discese con gli sci e pelli di foca. I due modelli di sonda sono utilizzati in modo diverso e mirato dagli Uffici Valanghe dell'Arco Alpino Italiano mentre sono utilizzati in maniera stabile dal Centro Valanghe di Arabba e dal Centro Nivometeorologico della Regione Lombardia.