Istituto federale di ricerca per la foresta, la neve e il paesaggio WSL

Bollettino valanghe e situazione nivologica
Edizione: gio 16.4., 17:00
Avalanche Bulletin

Valanghe: Quando il castello di carte crolla

Mentre le leggi materiali di base per l'acciaio e il calcestruzzo sono state stabilite più di un secolo fa, gli strati deboli nella neve sono ancora oggi un mistero: esistono due teorie sul loro cedimento. Il nuovo studio dell'SLF mostra ora una chiara tendenza.

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  • Conoscenze di base sugli strati deboli: I test attuali mostrano quanto devono essere elevate la pressione e le forze di taglio perché si verifichi una frattura in uno strato debole.
  • Analisi in laboratorio: i test perfezionano la legge materiale - base di tutti i calcoli fisici - degli strati deboli e possono migliorare la previsione delle valanghe.
Un ricercatore in un laboratorio polare indossa un caldo piumino giallo e blu, occhiali e guanti arancioni. Sta lavorando su un'apparecchiatura scientifica, manipolando un campione di neve. Sullo sfondo, sono visibili pareti e attrezzature di laboratorio.
Le leggi fondamentali che regolano il comportamento dell'acciaio e del calcestruzzo sono state stabilite già oltre un secolo fa; gli strati di debolezza nella neve, invece, continuano a rappresentare un enigma ancora oggi – e vengono studiati, ad esempio, dal dottorando dello SLF Jakob Schöttner nel laboratorio del freddo di Davos. (Foto: Delia Landolt / SLF)

Sono descritti come un castello di carte che crolla sotto una pressione eccessiva: gli strati deboli che possono portare a valanghe di lastroni. Finora le forze che ne provocano la rottura non erano sufficientemente conosciute. Le nuove scoperte dei ricercatori dell'SLF forniscono ora una base sperimentale aggiornata per la modellazione delle valanghe. A tal fine, i ricercatori hanno simulato in laboratorio la forza di gravità che colpisce il manto nevoso sul pendio: Da un lato, la forza normale che agisce verticalmente sul pendio. Dall'altro, la forza di taglio, che agisce parallelamente al pendio e aumenta con l'aumentare dell'inclinazione del pendio.

Nella ricerca sulle valanghe, fin dagli anni '70 si sono scontrate due opinioni e sono già stati pubblicati 20 studi sull'argomento. Una teoria afferma che, all'aumentare della forza verticale, aumenta anche la forza necessaria parallelamente al pendio. L'altra sostiene che con una maggiore pressione dall'alto si verifica la frattura anche con un carico di taglio inferiore. Anche i risultati di Jakob Schöttner parlano a favore di questa teoria. Il dottorando in meccanica della neve presso l'Istituto WSL per lo studio della neve e delle valanghe SLF spiega: "La pressione non rende il manto nevoso più stabile, ma entrambe le forze insieme portano al cedimento dello strato debole."

Immagine composta da tre cubi grigi con superfici irregolari e frammentate, che mostrano una texture complessa e dettagliata, evidenziando variazioni nella densità e nelle forme. I cubi sembrano essere in uno stato di degrado o rottura.
Crescono particolarmente bene lungo il torrente Flüelabach a Davos: Jakob Schöttner, dottorando presso l’SLF, ha testato in laboratorio questi tre strati fragili costituiti da brina superficiale ricoperta di neve, sottoponendoli a pressione e taglio. Nonostante la diversa densità, hanno tutti mostrato un comportamento simile. (Foto: Jakob Schöttner / SLF)

Neve sotto pressione

Per scoprire come interagiscono queste forze di pressione e di taglio, Jakob Schöttner ha analizzato 63 campioni di tre deboli strati naturali di brina superficiale innevata sottoposti a pressione e taglio combinati in un laboratorio freddo. Ha utilizzato una telecamera ad alta velocità per registrare la rottura degli strati. Le sue scoperte perfezionano la legge materiale - la base di tutti i calcoli fisici - degli strati deboli. Questa legge può essere utilizzata per i calcoli di modellazione, che a loro volta consentono di fare un passo avanti nella previsione delle valanghe.

Immagine in bianco e nero che mostra un campione di materiale posizionato sotto un dispositivo di compressione. Sotto il campione è presente un righello. Sullo sfondo, si possono notare annotazioni su un foglio. L'immagine illustra un test di resistenza del materiale.
Catturato dalla telecamera ad alta velocità: quando si rompe lo strato fragile? (Video: Jakob Schöttner / SLF)

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