Valanghe

Pericolosità Naturali

Valanghe

Preparato da AFEM – European Natural Disasters Training Centre (Ankara, Turkey) & the Editorial Board

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Una valanga è un rapido flusso di neve lungo un versante.

In aree montuose, le valanghe sono tra le principali minacce alla vita ed alle strutture a causa del loro potere distruttivo che deriva dalla loro capacità di trasportare rapidamente un’enorme massa di neve per lunghe distanze. Possono essere generate sia da fenomeni naturali, sia dall’azione dell’uomo (deforestazione, sport invernali ecc.).

Le valanghe possono essere classificate, in particolare, in base a:

  • La causa: naturale o antropica
  • La tipologia di neve: umida o secca
  • Grado di scivolosità: al di sopra di una precedente superficie del manto nevoso o sulla precedente superficie del manto nevoso.

Una valanga è un rapido flusso di neve lungo un versante, innescato sia da cause naturali che antropiche. In aree di montagna, le valanghe rappresentano una tra le più serie minacce alla vita delle persone ed ai loro beni come conseguenza del loro potere distruttivo che deriva dalla capacità di trasportare enormi masse di neve per distanze anche molto ampie.

Tutte le valanghe mostrano elementi comuni.

  • un innesco che determina la rottura istantanea del manto nevoso
  • un’area di distacco da cui si stacca il volume iniziale di neve
  • una zona di esaurimento dove la valanga si arresta
  • un deposito, costituito dalla massa di neve accumulata dalla valanga nel momento in cui si arresta.

A volte, il deposito può essere composto da un insieme incoerente di neve, ghiaccio, terreno, rocce e frammenti di vegetazione.

Figure 1 – Artificially triggered snow avalanche in Davos, Switzerland. Source: www.uvm.edu

Le valanghe vengono classificate in base alle loro caratteristiche morfologiche e sono stimate o in base al loro potenziale distruttivo od alla massa coinvolta nel movimento.

Di seguito verranno presentate le tipologie di valanga sulla base delle loro proprietà generali:

  • Valanghe a lastroni
  • Valanghe di neve incoerente
  • Valanghe fangose
  • Valanghe di neve secca e valanghe polverose

VALANGHE A LASTRONI: possono assumere nomi differenti in base al contenuto di umidità degli strati, all’uso del suolo (roccia, suolo o alberi) ed alla profondità della frattura.

Valanghe a lastroni di neve asciutta: in questa tipologia è presente uno strato di neve coesiva ed a bassa umidità (lastrone) al cui interno vi è uno strato a debole resistenza meccanica in cui ha inizio la frattura. La frattura si propaga fino a determinare un isolamento del lastrone da ogni possibile supporto (fianchi, base, coronamento) e da qui la valanga ha inizio. Le densità dei lastroni possono andare, statisticamente, da 100 a 300 kg/m3.

Valanghe a lastroni di neve bagnata: si verificano in seguito a tre possibili meccanismi: 1- aumento di carico dovuto a precipitazioni (pioggia), 2- decadimento della resistenza meccanica di uno strato interno al manto nevoso a causa della percolazione di acqua, 3- lubrificazione da parte dell’acqua di una superficie di scorrimento, parzialmente o totalmente impermeabile all’acqua. A volte, la frattura interessa l’intero spessore del manto nevoso, ed a valanga avvenuta, il suolo o la roccia sottostanti possono affiorare. In questo caso si parla di “valanga di fondo”.

Figure 2 – Dry slab avalanche: the “crown” of the slab is the fracture cutting the snow pack on the left side of the picture. A small slab is still present just below the crown, while wider slabs are visible in front of the tree. Source: www.thekyrgyzstanplan.com

VALANGHE DI NEVE INCOERENTE: la neve incoerente è dotata di coesione debole se non nulla. Le valanghe di neve incoerente si formano sulla superficie del manto nevoso ed il loro movimento iniziale coinvolge proprio il primo spessore superficiale del manto stesso. Sono facilmente riconoscibili poiché iniziano da un punto e formano, durante la discesa a valle, un tracciato di forma triangolare. Le valanghe naturali sono innescate da una locale perdita di coesione dovuta al metamorfismo dei grani di neve od all’effetto del riscaldamento solare o della pioggia. Spesso hanno inizio vicino a rocce affioranti che trasmettono calore al manto nevoso adiacente determinandone la parziale fusione.

Valanghe di neve incoerente asciutta: si formano solitamente qualora si abbiano temperature dell’aria particolarmente fredde ed assenza di vento, ovvero condizioni che determinano basse densità del manto nevoso superficiale.

Valanghe di neve incoerente bagnata: si originano a seguito di una rapida fusione della neve, causata dal riscaldamento del sole, dalla pioggia o dal trasferimento di calore da superfici relativamente più calde.

Figure 3 – Wet loose snow avalanche, with its classic pear-shape, developing just below trees on a rock outcrop. The localized snow melting is probably occurring at dark surfaces, such as trees and rocks, favoring snow pack instability. The phenomenon is quite widespread in the area, as many other loose avalanches can be seen over the entire slope. Source: www.juneauempire.com

VALANGHE FANGOSE: in questa tipologia di valanga il flusso di neve è simile al flusso di fango con un’alta percentuale di acqua. Misure di densità effettuate nei depositi di valanghe fangose hanno mostrato valori anche superiori a 1000 kg/m3, come conseguenza della composizione che tali depositi solitamente hanno, ovvero un insieme incoerente di neve, ghiaccio, acqua, detriti di roccia, suolo e vegetazione. Sono solitamente parzialmente o completamente saturi in acqua. La temperatura della neve è prossima a 0°C. Le valanghe fangose hanno luogo principalmente alle alte latitudini, grazie alla rapida fusione che si verifica con l’inizio della primavera, quando i raggi solari forniscono calore diretto al manto nevoso che per mesi è stato soggetto a forti gradienti termici ed alla mancanza di radiazione solare. Molti esempi di questa tipologia di valanghe si possono trovare nella Norvegia settentrionale ed in Alaska.

Figura 4: La fotografia mostra una valanga fangosa che, dopo un percorso all’interno di un canalone, deposita il suo carico su di un cono detritico/alluvionale, coperto di neve. Si notino i diversi “rami” che caratterizzano il deposito, creati dal flusso della valanga nel suo movimento verso valle: essi mostrano caratteri morfologici simili a quelli dei depositi delle colate detritiche. Causa principale di questa particolare morfologia deposizionale è l’alto contenuto in acqua del carico nevoso. Fonte: www.unis.no

VALANGHE DI NEVE SECCA E VALANGHE POLVEROSE: queste tipologie di valanghe possono essere presenti qualora il contenuto di umidità sia basso, la densità della neve sia prossima a 100 kg/m3 o inferiore, la temperatura della neve sia inferiore a 0°C e lo spessore del manto nevoso sia superiore al metro. Successivamente al distacco della valanga, si forma una nuvola polverosa contenente neve ed aria.

Valanghe di neve secca: questa tipologia di valanghe presenta un nucleo di neve densa alla base della massa nevosa in movimento. Si è stimato che circa un terzo del volume del nucleo denso sia occupato da neve e che circa due terzi siano occupati da aria. Nella nuvola polverosa che può svilupparsi al di sopra, solo l’1% del volume è occupato da neve, mentre il restante 99% è occupato da aria. Pertanto, la densità è circa un ordine di grandezza superiore, nel nucleo denso, rispetto alla nuvola polverosa. Solitamente lo spessore del nucleo denso è inferiore a 5 m, mentre quello della nuvola polverosa può raggiungere alcune decine di metri. La decelerazione avviene in modo rapido in corrispondenza della zona di esaurimento della valanga.

Valanghe polverose: non presentano alcun nucleo denso al loro interno. Ogni valanga di neve polverosa, a notevole velocità, può essere caratterizzata da una nuvola polverosa, pertanto può risultare difficile distinguere tra valanghe polverose e valanghe di neve secca. Per distinguerle occorre osservarne attentamente il deposito, gli effetti distruttivi o le caratteristiche di scorrimento per riconoscere la presenza o meno del nucleo denso. In una valanga polverosa, quasi tutta la massa risulta in sospensione e caratterizzata da dinamica turbolenta. Si originano spesso a seguito di crolli di ghiaccio sul manto nevoso, provenienti da cascate di ghiaccio sub-verticali. La loro velocità può a volte superare quella delle valanghe di neve secca, ma poiché la densità risulta minore, il loro potere distruttivo risulta inferiore.

Le valanghe avvengono quando gli sforzi, prodotti da agenti esterni all’interno del manto nevoso, od al contatto tra esso ed il suolo, superano le resistenze al taglio, duttile ed a trazione del manto stesso. Alcune delle forze che agiscono nel manto nevoso possono essere facilmente determinate: per esempio il peso della neve, ma, al contrario, risulta molto difficile misurare le resistenze al taglio, duttile e a trazione interne al manto nevoso od al contatto fra esso ed il terreno. Tali resistenze variano in relazione alla tipologia dei cristalli di neve ed ai legami che si sviluppano tra essi. Le proprietà termo-meccaniche dei cristalli di neve dipendono, a loro volta, dalle variazioni di temperatura e umidità che hanno subito.

Figure 5 – The so called “rutsch block test”, used to verify on site the degree of stability of the snow pack. Once a snow block has been created, a skier jumps on it: the more jumps needed to make the block slide, the more stable is the snow pack. Source: www.swissmountainleader.com
Figure 6 – The analysis of the snow pack stratigraphy is a fundamental step in detecting its possible instability. Weak layers within the snow pack can be detected, which may favour future avalanche occurrence. Photo: A. Ghinoi.

An avalanche typically occurs in mountainous terrain. Slopes flatter than 28 degrees or steeper than 55 degrees typically have a lower incidence of avalanche occurrence; likewise slopes with windward and sunny exposure have a lower incidence of avalanche hazard.

Generally, causes of avalanche formation can be found within 7 sets of factors (EVALUATION of all these factors is always required in snow avalanche prediction):

  • Slope inclination
  • Snowpack conditions
  • Wind action
  • Slope direction
  • Temperature
  • Weak snow layers
  • Ground surface conditions

La valanga è un fenomeno nivo-meteorologico. Se tutti i fattori (meteorologici, topografici, il manto nevoso ecc.) che ne favoriscono lo sviluppo sono presenti, allora la valanga può verificarsi. A seconda delle condizioni climatiche, i tempi di ritorno per una valanga possono andare da alcuni eventi l’anno ad un evento in alcuni secoli.

Le valanghe, a seconda della intensità (o magnitudo) con cui si manifestano, possono determinare danni più o meno ingenti alle strutture ed infrastrutture antropiche e, in ultima istanza, anche la loro completa distruzione. Per questo, laddove elementi vulnerabili siano esposti al pericolo valanghivo, è essenziale che la pianificazione territoriale valuti con attenzione il livello di pericolosità presente ed intervenga attraverso la predisposizione di misure di difesa rispetto agli eventi futuri. Le valanghe, inoltre, possono coinvolgere persone, determinandone il ferimento o, in caso estremo, la morte. Con sempre maggiore frequenza, le notizie riportano casi di persone ferite od uccise da valanghe da loro stesse provocate; ciò avviene molto spesso in ambito sci-alpinistico, qualora uno o più sciatori provochino la frattura del manto nevoso già naturalmente instabile.

Figure 7: Avalanche accident: a skier has been caught by an avalanche, but luckily his companions could free him from the heavily compacted snow that buried him. Source: www.pistehors.com
Figure 8 – The avalanche disaster of Galtuer, Austria, occurred on the 20th January 1999, caused by severe snow storms that heavily increased the snow load on the slopes, favoring widespread snow pack instability. Source: www.wz-newsline.de

Quando il fattore umano ha un peso determinante nel fenomeno valanghivo, il fenomeno naturale si può trasformare in una catastrofe. Secondo i dati disponibili, la maggior parte degli incidenti valanghivi sono provocati da fattori antropici, non solo a causa del peso esercitato sul manto nevoso, ma per ignoranza e mancanza di attenzione.

Poiché, come si è detto, la maggior parte delle valanghe innescate dall’uomo avviene a seguito del passaggio di sciatori su di un manto nevoso già naturalmente instabile, la prima misura di prevenzione, capace di diminuire notevolmente le conseguenze negative, in questo caso sulla salute dell’uomo, è senza dubbio un corretto comportamento, da assumere da parte degli sciatori, soprattutto al di fuori delle piste da sci. Questo corretto comportamento prevede la lettura dei bollettini nivo-meteorologici prima dell’escursione, la conoscenza delle condizioni del manto nevoso e dei percorsi più sicuri da intraprendere e, non meno importante, l’adozione di un equipaggiamento che comprenda sensori attivi per la ricerca in caso di seppellimento (tipo Arva ecc.) ed eventualmente altri strumenti per la protezione personale e per il soccorso in caso di valanga (ad esempio caschi, giacche gonfiabili per “nuotare” nella valanga, piccole bombole d’ossigeno, pale portatili, sonde pieghevoli per la ricerca di corpi sepolti ecc.).

Figure 10 : Avalanche hazard signs advising back country skiers of the current avalanche danger level. Source: www.straight.com

Le valanghe sono sempre causate da uno stress esterno che agisce sul manto nevoso. Non sono eventi casuali o spontanei. Le cause scatenanti, di tipo naturale, includono le precipitazioni nevose, il calore radiativo e convettivo, i crolli di roccia e di ghiaccio ed altri impatti repentini; comunque, anche un manto nevoso mantenutosi a temperatura, pressione ed umidità costanti può evolvere nel tempo e sviluppare stress interni, spesso legati al suo lento fluire (creep) verso valle. Le cause scatenanti di origine antropica possono essere il passaggio di sciatori, di motoslitte e l’utilizzo di esplosivi per il controllo stesso delle valanghe. Lo stress innescante l’instabilità del manto nevoso può essere sia prossimo al punto di rottura che remoto.

Figure 9 – Skier triggered slab avalanche. Source: www.jhunderground.com

Le osservazioni nivologiche (incluse le analisi di stabilità), parallelamente a quelle meteorologiche, costituiscono l’elemento di maggior importanza nella previsione delle valanghe. Lo scopo principale è individuare quali sono le condizioni critiche, per la stabilità del manto nevoso, delle sue proprietà fisiche e nivologiche. Tutte le verifiche di stabilità del manto nevoso vengono eseguite all’aperto (vedi figure 5 e 6 della domanda nr. 3).

L’insieme delle osservazioni meteorologiche convenzionali e di quelle nivologiche, utilizzato per la previsione delle valanghe, viene effettuato da professionisti esperti nell’analisi del manto nevoso, costantemente addestrati.

L’insieme delle osservazioni nivologiche, effettuate per una certa area, viene raccolto presso appositi centri d’analisi (ad esempio centri valanghe, uffici idrografici ecc.) preposti alla redazione di bollettini nivo-meteorologici; tali bollettini identificano, attraverso una standardizzata scala di pericolo, le zone a diversa pericolosità (o rischio, a seconda della terminologia adottata) valanghiva. I bollettini vengono poi diffusi attraverso ogni mezzo di comunicazione possibile (internet, telefoni, radio, TV, opuscoli e manifesti ecc.) affinché il maggior numero di interessati possa averne immediata visione, prima di effettuare un’escursione.

Figure 11 : One of many types of avalanche bulletin, extremely valuable for a correct information on the current snow avalanche danger. It should be consulted before choosing the skiing destination and to select the right slopes to cross. Source: www.pc.gc.ca

La risposta a questa domanda è “si”, sebbene a volte la prevenzione possa essere molto difficile e costosa. Esistono diverse tecniche per ridurre gli effetti di una valanga. Queste possono essere classificate in due gruppi, in base ai punti di applicazione, alla tipologia di valanga, alla dimensione dell’area interessata, ai risultati attesi a breve e a lungo termine ed ai loro costi, come da elenco che segue:

  1. A) Tecniche di prevenzione permanenti

A.1) Tecniche di prevenzione permanenti, attive (Applicate nelle aree di distacco)

Terrazzi in terra, riforestazione, palificate, treppiedi, ponti da neve, reti da neve, staccionate respingi-vento, pannelli da vento ecc.

Figure 12 – Avalanche protection fences on a mountain slope. It is one of the many active actions against snow avalanche initiation in their potential starting zones. Source: www.flickriver.com

A.2) Tecniche di prevenzione permanenti, passive (Applicate nelle zone di transito e di arresto)

Muri deflettori, muri d’arresto, cunei, cumuli e canali d’arresto, tunnel, avvisi stradali e sistemi di chiusura preventiva delle strade, tecniche di consolidamento degli edifici e delle fondazioni.

Figure 13 – Diversion dams used to channelize the snow avalanche to locations where they cannot cause any damage. Picture: Dams Reckingen, SLF 1984. Source: www.planat.ch
  1. B) Tecniche di prevenzione temporanee

B.1) Tecniche di prevenzione temporanee, attive

Catex (uso di esplosivi trasportati via cavo), Gaz-Ex (esplosivi a gas compresso), cariche esplosive gettate a mano, Avalhex…

Figura 14 – Gaz-ex: una sorgente di gas in pressione posizionato a monte di una zona di potenziale distacco valanghe. Qualora la stabilità del manto nevoso sia ritenuta bassa, lo strumento viene utilizzato per innescare artificialmente la valanga, prevenendo lo sviluppo naturale ed incontrollato di fenomeni di proporzioni maggiori. Fonte: www.toraval.fr

B.2) Tecniche di prevenzione temporanee, passive

Osservazioni del manto nevoso e dell’attività valanghiva, cartografia, evacuazione di aree a rischio valanghe e divieti d’accesso ad aree a rischio…

Oltre alle misure per prevenire le valanghe, la mitigazione delle conseguenze si basa su una crescente conoscenza del fenomeno da parte delle persone e degli amministratori locali, attraverso corsi di preparazione che hanno come scopo finale quello di rendere consapevoli del pericolo, ed attenti, tutti coloro che si trovano in aree esposte al pericolo valanghe.

Vi sono poi misure passive che vengono intraprese per mettere al sicuro strutture ed infrastrutture dall’eventuale impatto con una valanga. Tra le più frequenti vi sono: gallerie a protezione di strade e ferrovie, cunei deviatori a monte di edifici, barriere trasversali alla direzione di flusso della valanga ecc.

In assoluto, la migliore mitigazione del pericolo valanghivo è rappresentata da una buona pianificazione territoriale, che presuppone un’ottima conoscenza della pericolosità valanghiva dell’area ed una zonizzazione del pericolo che contempli anche l’uso di modelli numerici di simulazione della dinamica valanghiva.

Figure 15 – RAMMS – a two-dimensional model (whose output is depicted here on a 3D alpine terrain). The software, developed at the Institute for Snow and Avalanche Research SLF of Davos, Switzerland, can compute the evolution of avalanche flow height along the snow avalanche path. Source: www.slf.ch

Se attraversi aree soggette a valanghe e non hai ricevuto un’adeguata preparazione sulle valanghe, oppure non presti sufficiente attenzione, puoi essere immediatamente coinvolto in una valanga! Credimi! Non vorrai trovarti in una situazione simile!

Valanghe di grande magnitudo possono incorporare, lungo il percorso verso valle, ghiaccio, rocce, alberi ed altri materiali. In aree montuose, le valanghe rappresentano uno dei più gravi pericoli per la vita e la proprietà, grazie al loro potere distruttivo che deriva dalla capacità di trasportare enormi masse di neve, in modo rapido, lungo grandi distanze.

Anche le valanghe più piccole possono costituire un serio pericolo per la vita, anche se si è accompagnati da persone esperte e ben equipaggiate che riescono ad evitare la valanga.

Coloro che vengono coinvolti in una valanga dovrebbero cercare di spostarsi verso un lato della valanga prima di cadere, quindi sbarazzarsi del loro equipaggiamento e cercare di nuotare nella massa nevosa in movimento.

Quando sei coinvolto in una valanga, il panico ti assale e perdi il senso della direzione. Oggetti trasportati dalla valanga possono colpirti. La respirazione diviene più difficile. Mentre la valanga perde velocità puoi avvertire la pressione della neve sul tuo corpo ed il tuo movimento, all’interno della massa nevosa, si fa sempre più difficile. La respirazione è difficile perché la neve ti entra nella bocca e nel naso. Il tuo corpo inizia a raffreddarsi. Quando la valanga si arresta, dovresti cercare di creare un vuoto davanti alla bocca e di spingere un braccio, una gamba od un oggetto verso la superficie, sempre tu sia ancora conscio. Se ti è ancora possibile muoverti dopo che la valanga si è fermata, devi ampliare lo spazio d’aria, al contempo minimizzando i movimenti per ridurre il consumo di ossigeno. Col passare del tempo, la carenza di ossigeno e l’ipotermia amplificano i loro effetti.

È vitale il fatto che chiunque sopravviva ad una valanga si attivi subito nelle operazioni di ricerca, piuttosto che attendere i soccorsi. Ulteriore aiuto può essere invocato qualora venga individuato qualcuno seriamente ferito o qualora qualcuno sia disperso dopo i primi soccorsi (ovvero dopo almeno 30 minuti di ricerca).

Figure 16 – Training on what to do in case of avalanche is of paramount importance for back country skiers. Basically, the training consists in getting acquainted with rescue procedures, involving also the use of beepers (the two small cell-phone-like objects in the centre of the picture) which help to spot a body buried by an avalanche. Source: www.tamara-why.blogspot.com

Le valanghe non sono facilmente prevedibili e spesso possono produrre effetti distruttivi. La cartografia valanghiva riguarda le cause e le conseguenze di tali fenomeni e cerca di individuarle in diversi modi.

Le carte di pericolosità valanghiva contengono principalmente elementi topografici a larga scala ed elementi tematici. In tali carte, vengono presi in considerazione sia gli aspetti diretti che quelli indiretti delle valanghe, grazie all’interpretazione di fotografie aeree ed al rilevamento di campagna.

Le valanghe divengono un rischio quando possono colpire persone o beni. Le carte del rischio valanghivo mostrano valori di vulnerabilità per tutti gli elementi a rischio presenti in aree a diversa pericolosità valanghiva.

Figure 17 – Map of Snow Avalanche Probable Locations, from the original French “Carte de Localisation des Phénomènes d’Avalanche (CLPA)”. The map shows areas identifying possible location of snow avalanche paths: in orange, avalanche paths are identified after the study of aerial photographs (photo-interpretation and field analysis); in purple, avalanche paths are identified after an investigation undertaken by collecting testimonies; orange and purple diagonal lines represent, respectively, area assessed as potential avalanche source areas by aerial photo and field interpretation and by inquiries. Source: www.avalanches.fr