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Rilevamenti sul campo: dal profilo penetrometrico al modello numerico

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Dopo la fondazione della Commissione svizzera valanghe nel 1931, i suoi membri capirono ben presto che, per poter capire i meccanismi che provocano il distacco di valanghe, era necessario studiare le caratteristiche della neve e del manto nevoso. Il nome della commissione fu quindi velocemente cambiato in "Commissione per lo studio della neve e delle valanghe". Ancora oggi le analisi del manto nevoso rappresentano una base indispensabile per la prevenzione e lo studio delle valanghe.

 

Primi rilevamenti sistematici nel 1936

I primi rilevamenti sistematici iniziarono nell'anno 1936 sul campo del Weissfluhjoch a 2540 m s.l.m. Oltre alla neve fresca e ad altri parametri meteorologici, i pionieri iniziarono ad analizzare anche la stratificazione del manto nevoso, creando regolarmente dei profili stratigrafici. Inoltre studiarono il bilancio termico e l'assestamento del manto, nonché le fratture causate dalle valanghe di neve a lastroni (fig. 1), per le quali la regione del Parsenn era particolarmente indicata. Nella maggior parte dei casi furono gli scienziati stessi a sviluppare la metodica per queste analisi: spesso adattavano alla nuova situazione i metodi che avevano studiato per diventare mineralogisti, geologi, ingegneri e geotecnici. Fu così che svilupparono p.es. la sonda penetrometrica, uno strumento capace di determinare la durezza degli strati di neve (fig. 2). In sostanza si trattava di un tubo con una punta conica che veniva conficcato nel manto nevoso. L'obiettivo era, ed è ancora oggi, quello di determinare in poco tempo (senza scavare) la stratificazione del manto al fine di poterne valutare la stabilità.

Uno sguardo dettagliato nel manto nevoso

Con la sonda penetrometrica, questo ambizioso obiettivo non poteva essere raggiunto. Alla fine degli anni '90, i ricercatori dell'SLF svilupparono l'erede elettronico della sonda penetrometrica: il micropenetrometro da neve (fig. 3). Un sensore di forza ad alta risoluzione, fissato a una sonda motorizzata, misura la resistenza alla penetrazione dei diversi strati che formano il manto nevoso. Le analisi fatte con la sonda SnowMicroPen, veloci e obiettive, permettono di rilevare anche strati sottilissimi, cioè i possibili strati fragili. Con la sonda SMP fu possibile per la prima effettuare numerosi rilevamenti in poche ore, cioè valutare soprattutto la variabilità locale del manto. Dal segnale trasmesso (resistenza alla penetrazione vs. profondità) è tra l'altro possibile determinare anche il tipo di neve. Anche se la sonda SMP non permette ancora di valutare la stabilità del manto con la semplice pressione di un pulsante, sono stati fatti notevoli progressi in questa direzione. Ancora oggi è necessario scavare e i metodi moderni vengono spesso combinati con le osservazioni classiche, p.es. proprio con i test del blocco di slittamento.

La nuova tecnica radar

L'obiettivo di una caratterizzazione veloce e obiettiva del manto nevoso è quindi attualissimo ancora oggi. Per poter rilevare le trasformazioni del manto nel tempo, il metodo deve però essere possibilmente anche molto resistente. L'SLF sta attualmente valutando l'idoneità di un sistema radar che viene interrato nel suolo prima dell'inverno. Il radar misura dal basso la stratificazione della neve e rileva per esempio le infiltrazioni di acqua da fusione.

Il blocco di slittamento è il capostipite di tutti i test di stabilità

Negli anni '80 furono sviluppate alcune tecniche per valutare la stabilità del manto nevoso direttamente sul terreno. Il blocco di slittamento, pensato inizialmente solo come la copia in miniatura di un lastrone di neve, si è in seguito affermato come metodo standard (fig. 4). Un blocco di neve delle dimensioni di 2 m x 1.5 m viene isolato su tutti i lati dal manto nevoso e poi sollecitato progressivamente da una persona sino alla rottura. Ben presto i ricercatori capirono che non era solo importante determinare con quale grado di carico si distaccava il blocco, ma anche come si fratturava e quale parte del blocco veniva coinvolta nel distacco. Oggi sappiamo che questa osservazione ha una stretta relazione con la propagazione della rottura, che gioca un ruolo determinante nei meccanismi di formazione delle valanghe. Nel frattempo esistono anche test specifici per valutare la propagazione della rottura (fig. 5).

Modelli numerici

I rilevamenti sul campo, in combinazione con i modelli numerici e gli esperimenti in laboratorio, continueranno ad essere anche in futuro parte integrante dello studio e della prevenzione delle valanghe. Dal momento che i profili stratigrafici e i test di stabilità rilevati manualmente in un unico punto forniscono solo raramente un quadro completo della situazione nell'intera regione alpina, è diventata evidente la necessità di ricorrere ai programmi di simulazione del manto nevoso. Uno di essi è il modello numerico del manto nevoso SNOWPACK sviluppato dall'SLF (fig. 6), con il quale la struttura del manto nevoso viene modellata a cadenza oraria presso gli oltre 100 siti delle stazioni meteo automatiche (IMIS). Come per la sonda SMP, la valutazione della stabilità rappresenta ancora un punto cruciale: una sfida per la ricerca futura.