Tre generazioni di ricercatori nel campo della dinamica delle valanghe

In Svizzera, la ricerca di una risposta a queste domande iniziò dopo l'inverno catastrofico del 1951, quando numerose valanghe avanzarono sino a fondo valle distruggendo intere porzioni di paesi (fig. 2). Dopo quell'inverno, la necessità di un procedimento in grado di prevedere fino a dove potevano arrivare le valanghe era impellente. Le comunità montane avevano bisogno di uno strumento per decidere quali aree erano "sicure" e quali "pericolose". Nel 1955, l'ingegnere civile svizzero dott. Adolf Voellmy rappresentò il moto di una valanga in un semplice modello, il cosiddetto "modello Voellmy". Per realizzarlo, studiò soprattutto i danni e le pressioni delle valanghe che nel 1954 avevano, tra le altre cose, raso al suolo il paese di Blons nel Vorarlberg. Nel suo modello, egli osservò per la prima volta il moto della valanga come uno scorrimento di tipo misto, in parte fluidodinamico e in parte assimilabile a quello di un corpo solido. La sua idea funzionò talmente bene che fu veramente in grado di prevedere i danni provocati dalle valanghe. Ancora oggi, il suo modello rappresenta una delle ipotesi più utili e durevoli nel settore della dinamica delle valanghe.

Il modello per la descrizione dello scorrimento della neve sviluppato da Voellmy non poteva tuttavia essere utilizzato per calcolare la lunghezza della zona di deposito e la velocità finale di una valanga. Il problema fu risolto solo nei primi anni '70 dal dott. Bruno Salm, ingegnere civile dell'SLF. Facendo proprie le ipotesi di Voellmy, egli presentò un modello di calcolo che suddivideva la traiettoria della valanga in zona di distacco o frattura, zona di scorrimento o accelerazione e zona di deposito o accumulo. Ciascuna zona era caratterizzata dalla sua inclinazione media. Il nuovo modello di calcolo, chiamato "Voellmy-Salm", permetteva agli ingegneri di prevedere, partendo da una determinata altezza della frattura, l'estensione che avrebbe avuto la zona di deposito. Il modello consentiva loro inoltre di dimensionare le dighe di arresto e di protezione (fig. 3), nonché di definire le zone rosse e quelle blu sulle carte di pericolo. Un controllo dettagliato di queste carte dopo l'inverno catastrofico del 1999 ha confermato che esse svolgono brillantemente la loro funzione ancora oggi.

Il modello Voellmy-Salm nacque prima che i computer entrassero negli studi di ingegneria e progettazione. Negli anni '80 e '90, il rapido sviluppo di computer ad alta velocità, modelli di calcolo numerico e sistemi di visualizzazione grafica favorì la nascita dei primi programmi numerici sulla dinamica delle valanghe. L'Istituto SLF ha sviluppato due di questi programmi, "AVAL-1D" e "RAMMS"". Entrambi si basano sul modello "Voellmy", ma in quanto programmi numerici permettono descrizioni molto più realistiche della superficie di scorrimento della valanga e delle condizioni iniziali. Il programma "AVAL-1D", sviluppato per calcoli su terreno bidimensionale, fu introdotto nell'uso pratico poco dopo l'inverno catastrofico del 1999. Il modello "RAMMS", molto più evoluto, richiede invece dati topografici tridimensionali, che al giorno d'oggi vengono rilevati con l'aiuto di scansioni laser effettuate con l'elicottero (fig. 4). I modelli numerici sono in grado di prevedere per la prima volta le velocità e le altezze variabili delle valanghe, fornendo modelli di zone di deposito sul terreno.