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Comprendere le proprietà fluidodinamiche delle valanghe è importante per stabilire le possibili zone pericolose e pianificare le misure di protezione. I fattori chiave sono le proprietà della neve e l’orografia del terreno.
Una valanga di neve asciutta si muove diversamente da una formata da neve umida e compatta. Per poter valutare il pericolo e pianificare le misure di protezione è fondamentale sapere quali forze distruttive sviluppa durante il suo cammino e dove si ferma dopo aver percorso la sua traccia. Per poter rispondere a questa domanda, dobbiamo sapere come decelera una valanga. I meccanismi che intervengono per far sì che alla fine la valanga si arresti sono complessi e molteplici: gli urti tra le masse di neve, la rottura e la ricomposizione delle masse di neve, lo scioglimento del piano di slittamento sul suolo, il trascinamento della neve del manto nevoso o dell’aria contenuta nella nuvola di polvere sono solo alcuni dei fattori che contribuiscono ad annullare l’energia cinetica della valanga prodotta dalla forza di gravità. In questi meccanismi gioca un ruolo importante anche l’orografia del terreno.
Esperimenti sulle proprietà fluidodinamiche
Per scoprire quali processi predominano con quali tipi di neve, svolgiamo degli esperimenti con valanghe reali. Il nostro sito sperimentale si trova nella Vallée de la Sionne nel comune di Arbaz (VS). Quando una valanga precipita a valle, decine di strumenti e sensori misurano le sue proprietà, ad es. la velocità o la pressione d’impatto. Per ottenere un quadro dettagliato del flusso di neve, i valori misurati nella traiettoria della valanga vengono combinati con moderni metodi di telerilevamento.
Un po’ di storia
Agli inizi le valanghe erano considerate enormi palle di neve che trascinavano con sé tutto ciò che incontravano lungo il loro percorso. Questa visione – come sappiamo oggi – distorta della realtà è durata a lungo. Solo nel 1863 il geologo svizzero Bernhard Studer affermò: “Nessuno ha mai visto volare in aria valanghe a forma di piccoli globi terrestri piene di case, alberi o persone”. Le prime semplici regole per il calcolo delle distanze d’arresto e della velocità lungo la traccia della valanga furono sviluppate negli anni ’30 del secolo scorso in Russia e successivamente anche in Svizzera dopo gli inverni catastrofici del 1950/51 e del 1953/54.
Alla base di questi calcoli c’è l’idea che tutta la massa della valanga è concentrata in un blocco che viene frenato dai processi di attrito al suolo e alla fine si ferma: una semplificazione estrema. Ciononostante, tenendo conto anche delle conoscenze degli esperti, si arrivò già a una valutazione utile delle zone esposte al pericolo di valanghe.
Proprietà fluidodinamiche e valutazione del pericolo
Oggi però c’è la necessità di conoscere meglio le aree pericolose, ad es. quando si vogliono ampliare le zone edificabili. Il nostro modello numerico RAMMS analizza con maggiore dettaglio le proprietà di flusso e decelerazione delle valanghe, perché include al suo interno una loro interpretazione fluidodinamica, tenendo cioè conto dei processi che intervengono all’interno della valanga citati sopra. Il modello RAMMS, utilizzato da ingegneri e progettisti come strumento per la valutazione del pericolo di valanghe, fornisce anche informazioni sulle distanze di arresto e le velocità di scorrimento, parametri importanti per calcolare le misure di protezione.
Con il modello RAMMS e le istruzioni per il calcolo di terrapieni e gallerie paravalanghe, mettiamo a disposizione gli strumenti necessari per una protezione attiva contro le valanghe. Il nostro lavoro è importante anche per altri pericoli naturali che si verificano con processi simili, come ad es. colate detritiche o smottamenti; RAMMS comprende quindi anche dei moduli per modellare questi processi.