Gianluca Tognoni e Igor Chiambretti Test di stabilità del manto nevoso Gianluca Tognoni e Igor Chiambretti

Procedure operazionali Fattori umani Terreno Fattori di stabilità La decisione circa la potenziale pericolosità da valanga alle più differenti scale (dall’attraversamento di un singolo pendio durante una escursione fuori pista alla eventuale chiusura di parti di comprensori sciistici così come di strade di montagna), si basa su diversi fattori che possono essere così raggruppati: Decisione Procedure operazionali Fattori umani Terreno Fattori di stabilità del manto TEST DI STABILITA’ Ovvero: Metodi speditivi diretti per la valutazione della stabilità Intuito/Esperienza Fattori qualitativi Fattori quantitativi Da Jamieson-Johnston - 1994

DATI CONVENZIONALI DATI DI PROGNOSI DATI SPECIALI ALTEZZA NEVE FRESCA ALTEZZA CUMULATA 3 gg NEVE FRESCA DENSITA’ NEVE FRESCA ALTEZZA MANTO VARIAZIONE ALTEZZA MANTO SU 3 gg COEFFICIENTE DI ASSESTAMENTO SU 3 gg PENETRAZIONE SONDA COEFFICIENTE DI PENETRAZIONE TEMPERATURA DEL MANTO VELOCITA’ MEDIA DEL VENTO SU 3 gg TEMPERATURA DELL’ARIA DIFFERENZE DI TEMPERATURA DATI DI PROGNOSI ALTEZZA NEVE FRESCA ENTRO LA SERA VARIAZIONE TEMPERATURA ENTRO LE ORE 12 VELOCITA’ MEDIA DEL VENTO NELLE 24 H INDICE RADIAZIONE SOLARE GIORNALIERA DATI SPECIALI RISULTATI TEST RUTSCHBLOCK QUALITY SHEAR TIPO DI LIVELLO FRAGILE SPESSORE LASTRONE TIPO DI PROFILO DATA REALIZZAZIONE TEST DI STABILITA’ ALTEZZA CRITICA MANTO

I TEST DI STABILITA’ DEL MANTO NEVOSO insieme di procedure operative che consentono di definire le condizioni di equilibrio del manto nevoso, la presenza e l’eventuale collocazione di possibili strati deboli nonché lo spessore del lastrone che potrebbe originarsi in seguito ad una rottura e la propensione alla propagazione della frattura Limite di tutti i test di stabilità sono applicabili quando le condizioni strutturali del manto sono tali da produrre principalmente valanghe a lastroni (non realizzabili in un manto interamente composto da neve a debole coesione) 4

I TEST DI STABILITA’ DEL MANTO NEVOSO indicazioni sul grado di stabilità del manto nevoso sono ricavabili per via indiretta o diretta Indiretta Stratigrafia del manto nevoso Prova penetrometrica Snow Micropenetrometer Diretta Rutschblock test RB Compression Test CT Extended Column Test ECT Shovel Shear Test ST Shear Frame Test SFT Stuff Block Test SB Propagation Saw Test PST

VALUTAZIONE INDIRETTA DELLA STABILITA’ 6

STRATIGRAFIA DEL MANTO VANTAGGI Fornisce parametri importanti (tipologia e dimensione dei grani, densità, durezza e coesione, gradiente termico del manto nevoso) per l’intero spessore del manto nevoso. Consente di identificare eventuali strati fragili. Dati correlabili con parametri rilevati precedentemente. SVANTAGGI Non fornisce una valutazione diretta ed immediata della stabilità del manto nevoso. Richiede una attrezzatura particolare e un elevato grado di addestramento. Tempi di esecuzione relativamente lunghi.

PROVA PENETROMETRICA VANTAGGI Fornisce parametri importanti (durezza e resistenza del manto) per l’intero spessore del manto nevoso. Consente una sommaria identificazione degli eventuali strati fragili. Dati correlabili con parametri rilevati precedentemente. SVANTAGGI Non fornisce una valutazione diretta ed immediata della stabilità del manto nevoso. Richiede una attrezzatura particolare, un elevato grado di addestramento, tempi tecnici per l’elaborazione del dato.

TIPI DI PROFILO E CLASSI DI STABILITA’ Si differenziano una decina di tipi di profili, molto semplificati, che rappresentano però forme tipiche del risultato dell’analisi penetrometrica. Sull’asse verticale è riportata l’altezza della neve, su quello orizzontale la resistenza alla penetrazione della sonda.

Molto buona Buona Discreta Stabilità crescente Scarsa Molto scarsa

VALUTAZIONE DIRETTA DELLA STABILITA’ 16

Energia Struttura del manto Resistenza La struttura del manto fornisce indizi (lemons) e segnali oggettivi d’instabilità strutturale che possono venir indicizzati. I lemons favoriscono l’individuazione del livello fragile e ne valutano l’instabilità potenziale. I test di stabilità valutano, primariamente, la resistenza meccanica dello strato debole e quindi la sua propensione a generare una frattura. La valutazione della tipologia di frattura e della sua capacità di propagazione nel mezzo (quality shear) permettono di valutare la capacità di propagazione che porterà al distaco. PUNTEGGIO TEST DI STABILITA’ Energia Struttura del manto Resistenza PROPAGAZIONE DELLA FRATTURA CREAZIONE DELLA FRATTURA TIPOLOGIA DELLA FRATTURA QUALITY SHEAR DISTACCO INDICI DI INSTABILITA’ STRUTTURALE “LEMONS” SEGNALI DI INSTABILITA’ STRUTTURALE

TEST DEL BLOCCO DI SLITTAMENTO RUTSCHBLOCK TEST - RB VANTAGGI Viene testata superficie relativamente ampia (1,5 x 2,0 m). Non richiede strumenti particolari. Numerose prove di “calibrazione”. Dati correlabili con condizioni di stabilità del manto nevoso e attività valanghiva. SVANTAGGI Applicabile solo con particolari condizioni della neve (strati superficiali “compatti”). Ai fini di una valutazione della stabilità del singolo pendio (per valutazioni più di tipo sportivo), lo sciatore in movimento sollecita un’area molto più vasta. Risultati non uniformi (dipendono dal peso del tester, dal tipo di movimenti, ecc.). Tempi di esecuzione relativamente lunghi.

TAGLIO DEL BLOCCO RB1

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ENTRATA SUL BLOCCO RB2

FLESSIONE RB3

1° E 2° SALTO CON GLI SCI RB4 – RB5

SALTO SENZA SCI RB6

26 DISTACCO DELL’INTERO BLOCCO W DISTACCO DI PARTE DEL BLOCCO M DISTACCO DEL MARGINE DEL BLOCCO E 26

W

M

M

TEST DI COMPRESSIONE DELLA PALA TEST DELLA COLONNA ESTESA COMPRESSION TEST CT – EXTENDED COLUMN TEST ECT VANTAGGI Richiede brevi tempi di esecuzione. Non richiede strumenti particolari. Può essere eseguito anche su pendii con inclinazione < 25° Evidenzia facilmente livelli fragili particolarmente deboli e superficiali SVANTAGGI La significatività del test è valida per livelli fragili sino ad un massimo di 100 – 120 cm di profondità. Applicabile solo con particolari condizioni della neve (strati superficiali “compatti”).

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ECTE1-10

ECTM11-20

In Columbia – Rocky Mountains sono stati eseguiti 121 test di compressione su altrettanti lastroni localizzati su tipiche aree di distacco in testata di pendii da valanga; in 47 casi è stato provocato il distacco di questi lastroni. Il grafico mostra che la frequenza di distacco provocato decresce all’aumentare del risultato del test di compressione (che è ciò che ci si aspetta da un test di stabilità!!) NB: il fatto che il 10% di lastroni con un punteggio del test di compressione hard (23-30 colpi) abbia dato luogo a distacco, deve fare porre l’attenzione al fatto che, quando si valuta la stabilità del manto nevoso, non dobbiamo fidarci troppo ciecamente del singolo risultato di un test “puntuale” ! Jamieson Bruce 1999. The compression test - after 25 years. The Avalanche Review 18(1), 10-12.

COMPARAZIONE FRA I RISULTATI DEL TEST DI COMPRESSIONE E IL BLOCCO DI SCIVOLAMENTO Jamieson, Bruce. 1999. “The compression test – after 25 years.” The Avalanche Review 18(1), 10-12.

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CARATTERE DELLA FRATTURA

PC COMPRESSIONE PROGRESSIVA

TP FRATTURA PLANARE SOTTILE

INTERPRETAZIONE DEI TEST/VALUTAZIONE DELLA QUALITA’ DELLA SUPERFICIE DI TAGLIO Molti autori, in particolare della scuola anglosassone (Birkeland,Johnson,Jamieson) tendono ad introdurre un ulteriore elemento di valutazione dei risultati dei test di stabilità: lo SHEAR QUALITY (qualità del piano di rottura). Viene introdotta una scala da Q1 (superficie di rottura perfettamente “pulita”) a Q2 (rottura “media”) a Q3 (frattura irregolare o “sporca”). A livello qualitativo è chiaro che, a parità di risultato “numerico” del test di stabilità, una rottura Q1 è più significativa di una Q2 e decisamente più significativa di una di tipo Q3 !! In generale, le proprietà di uno strato così come il carattere della frattura (o tipo di distacco del blocco di scivolamento) sono più continui (valore più stabile) che non il valore N del test.

INTERPRETAZIONE DEI TEST/VALUTAZIONE DELLA QUALITA’ DELLA SUPERFICIE DI TAGLIO 46

DESUNTI DALLA LETTERATURA DISPONIBILE ATTENZIONE VALORI STATISTICI DESUNTI DALLA LETTERATURA DISPONIBILE NON SONO RAPPRESENTATIVI PER LE ALPI ITALIANE 47

Fracture Character Typical Shear Quality PC: Progressive Compression Q2 RP: Resistant Planar Q2 SP: Sudden Planar Q1 SC: Sudden Collapse Q1 B: Non-planar break Q3 Typical Shear Quality Da “An update on fracture character in stability tests”. Avalanche News 66. Canadian Avalanche Association Carattere della frattura da test di compressione suddiviso per tipologia di cristalli (dello strato debole) (PP:precipitazione DF:frammentati RG: arrotondati FC: sfaccettati SH: brina di superficie) Carattere della frattura da test di compressione per lastroni testati da sciatori

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TEST DELLA PALA VANTAGGI SVANTAGGI Richiede brevi tempi di esecuzione. Non richiede strumenti particolari. Può essere eseguito su pendii con inclinazione < 25°. SVANTAGGI I risultati sono difficilmente correlabili con la stabilità del manto nevoso e l’attività valanghiva.

TEST DEL TELAIO DI TAGLIO richiede l’individuazione preliminare dello strato debole che si intende testare. Fornisce un valore della resistenza al taglio in N/m² che può venire impiegato per il calcolo dell’indice di stabilità. Richiede attrezzatura specifica (telaio da taglio, dinamometro), operazioni delicate ed esperienza nell’esecuzione, calcoli “a tavolino” complessi.

TABELLA DESUNTA DALLA LETTERATURA DISPONIBILE ATTENZIONE TABELLA DESUNTA DALLA LETTERATURA DISPONIBILE I VALORI NON SONO RAPPRESENTATIVI PER LE ALPI ITALIANE

TABELLA DESUNTA DALLA LETTERATURA DISPONIBILE NON E’ RAPPRESENTATIVA ATTENZIONE TABELLA DESUNTA DALLA LETTERATURA DISPONIBILE NON E’ RAPPRESENTATIVA PER LE ALPI ITALIANE