Caratteristiche della neve

Abbiamo visto che i vari tipi di metamorfismo modificano le caratteristiche di forma e coesione dei cristalli di neve dando origine a diversi manti nevosi con diverse caratteristiche di coesione e tenuta. Queste caratteristiche si traducono in valori diversi di plasticità, di densità, di angoli di attrito, nonché di resistenza alle forze di compressione e di taglio.
Come vedremo più avanti, la resistenza alla forza di taglio non ha nulla a che vedere con la traccia (spesso denominata impropriamente ‘taglio’) lasciata dallo snowboard su di un pendio che con la stabilità del manto nevoso non ha nulla a che vedere. Tale traccia non è, come i luoghi comuni lasciano intendere, una causa del distacco delle valanghe.

Normalmente le valanghe che uccidono gli sciatori sono valanghe di lastroni che vengono staccate dallo sciatore stesso che turba, con il proprio peso o con le sollecitazioni dinamiche derivanti dall’effettuazione delle curve, l’equilibrio precario della neve.

Non è dunque il ‘taglio’ in se a provocare la valanga ma la sollecitazione attraverso l’aumento di peso e vibrazioni del manto nevoso instabile il quale, sollecitato, rompe il suo legame e precipita verso valle creando la cosiddetta ‘valanga a lastroni’

Caratteristiche principali della neve:

La densità
E’ il rapporto tra la massa della neve ed il volume che occupa e si misura in Kg/mc. Essa è tanto maggiore quanto più limitata è la quantità d’aria inclusa tra i cristalli, per cui è minima nella neve fresca e massima nella neve di nevaio che sembra ghiaccio. In un manto nevoso a densità limitata, è, quindi, limitata anche la coesione in quanto i cristalli di neve sono piuttosto  distanziati tra loro; non sempre, invece, è vero il contrario e cioè che una neve ad elevata densità abbia anche una elevata coesione: basti pensare alla neve a temperatura di fusione, in cui l’acqua che avvolge i cristalli va ad occupare il posto dell’aria, tuttavia la coesione diminuisce per effetto della disaggregazione dei cristalli e della loro lubrificazione da parte dell’acqua percolante nel manto nevoso.

La viscosità
La viscosità (attrito interno) è la proprietà per cui i grani di neve incontrano difficoltà a scorrere gli uni sugli altri. Il manto nevoso compatto tende a rimanere rigido. Essa aumenta con il diminuire della temperatura.

La plasticità
La plasticità è la proprietà per cui i grani di neve, o il manto nevoso, possono subire deformazioni permanenti anche rilevanti. Aumenta con l’aumentare della temperatura, ovviamente sempre al di sotto della temperatura di fusione.

Il flusso della neve
Poiché la neve è soggetta alla forza di gravità, quando si trova su di un pendio non è più soltanto caratterizzata dall’assestamento (moto verticale dei cristalli che si comprimono uno sull’altro) ma da diversi tipi di moto lento verso valle che, combinati fra loro, formano il ‘flusso della neve’.
In particolare, nel manto nevoso su di un pendio, si possono distinguere due tipi di moto combinati:

• Moto dei cristalli gli uni sugli altri verso il suolo e verso valle, con conseguente diminuzione dello spessore del manto nevoso nel suo insieme, (assestamento) e spostamento più accentuato verso valle dei cristalli in superficie rispetto a quelli verso il suolo (scorrimento).
• Moto verso valle dei cristalli al suolo lungo il piano d’appoggio, con trasporto di tutto il manto nevoso soprastante (slittamento).

Quanto più il manto è viscoso (temperature basse) tanto più il flusso è lento e le deformazioni sono piccole (ad esempio, la neve sul tetto esce dalla falda e mantiene un moto rettilineo fino a che il peso della neve aggettante non è tale da rompere lo strato nel punto più debole, cioè in corrispondenza della grondaia).
Quanto più la neve è plastica (temperature elevate), tanto più il suo movimento è veloce e la possibilità di deformarsi aumenta (nell’esempio del tetto la parte aggettante oltre la grondaia, venendo a mancare l’appoggio, per effetto del peso si incurva a ricciolo anziché rompersi).
Su di un pendio quindi, per effetto del flusso, il manto nevoso tende a muoversi scendendo verso valle con un moto lento e continuo, la cui velocità è legata alla pendenza, agli attriti sul piano d’appoggio ed alla temperatura. Il manto nevoso sarà quindi soggetto a trazione nelle zone convesse ed a compressione nelle zone concave.
Inoltre, se lo strato è plastico si adatterà alle irregolarità del piano d’appoggio (terreno) su cui appoggerà e le eventuali sollecitazioni di carico potranno essere assorbite, almeno in parte, dalla deformazione del manto.
Se, invece, le temperature sono basse ed il manto nevoso sarà rigido, esso tenderà ad un moto rettilineo, lasciando dei vuoti nelle concavità e auto-sostenendosi su punti di appoggio periferici. Va da sé che venendo a mancare l’appoggio sottostante, una diminuzione di resistenza o una sollecitazione di carico che, data la rigidità del sistema, va a ripercuotersi sui punti di appoggio, può dar luogo al distacco di un lastrone in quel punto molto più facilmente che se la neve fosse plastica e quindi meglio plasmata sul terreno sottostante.
La velocità del flusso della neve varia da qualche millimetro ad anche un centimetro ed oltre in 24 ore ed è, ad esempio, molto elevata dove i pascoli abbandonati presentano al suolo erbe lunghe coricate. Queste spesso vengono imprigionate dalla neve che le estirpa durante il flusso, scoprendo il terreno il quale, con le piogge primaverili, potrà essere facilmente eroso e creare le premesse per smottamenti e frane. Lo stesso fenomeno può avvenire anche nel caso in cui il terreno non sia freddo (prime nevicate in autunno) e le temperature elevate. In questo caso, lo scioglimento della neve in superficie, si traduce in acqua che scorre sul fondo e che crea così un perfetto piano di scorrimento per l’intera altezza del manto nevoso (valanghe di fondo).

Gli angoli di attrito
Ogni materiale granulare (sabbia, terra ecc.) è caratterizzato da:

• un ‘angolo di attrito statico’ che è l’angolo limite in cui l’elemento granulare può restare in equilibrio su un piano inclinato,
• un ‘angolo di attrito cinetico’ che è l’angolo a cui l’elemento granulare,messo in movimento su un piano inclinato, si dispone naturalmente (angolo di scarpa naturale).

E' ben visibile in questa foto la plasticità che può avere la neve

Quest’ultimo è sempre inferiore al primo. Ad esempio, quando viene aperta una strada a mezza costa, il terreno a monte presenta un’inclinazione notevole, ma, con il passar del tempo, esso si muove fino a raggiungere un’inclinazione inferiore, stabile e naturale per quel tipo di terra.
Gli angoli di attrito sono funzione della forma dei grani e della loro coesione.
Anche la neve è caratterizzata da questi due angoli, ma, poiché la neve, per effetto dei metamorfismi, cambia continuamente forma e coesione, anche questi angoli sono soggetti a continui mutamenti. Per questo possiamo vedere che la neve fresca può stare in equilibrio, grazie alla sua forma ed alla coesione feltrosa, anche su pendii inclinati fino a 80 e più gradi; quando, però, subentrando il metamorfismo da isotermia, viene a mancare la coesione feltrosa e la forma del cristallo cambia, il cristallo non può più restare fermo su quella inclinazione e si mette in moto.
In sintesi, per ogni tipo di trasformazione, la neve assume angoli di attrito diversi.
Poiché il metamorfismo da isotermia è il più rapido, si può dedurre che durante o subito dopo la nevicata, la neve può permanere poco tempo su pendii fino di 85 gradi, ma deve portarsi rapidamente su inclinazioni di 35 e, in particolari situazioni, di 17 gradi. Ciò significa che i pendii a inclinazione più elevata e quelli esposti a temperature più alte, tendono a scaricarsi subito, mentre quelli ad inclinazione meno elevata tendono ad accumulare molta neve che, per scaricarsi, necessiterà di una causa ulteriore che vada ad aggiungersi al peso.
Facendo un confronto fra gli intervalli tra gli angoli di attrito statico e quelli di attrito cinetico si può dedurre che i pendii al di sopra dei 48 gradi scaricano perlopiù spontaneamente valanghe di neve a debole coesione nei primissimi giorni dopo la nevicata (prima quelli più caldi e dopo quelli
più freddi) , mentre sui pendii compresi fra i 28 ed i 48 gradi la neve si accumula, e le eventuali valanghe sono, in genere, di lastroni e si scaricano più facilmente se sono soggette a  sollecitazioni.
Questi pendii, quindi, per uno sciatore, sono assai più pericolosi, dal punto di vista del distacco delle valanghe, di quelli utilizzati per lo sci estremo, che vengono percorsi solo dopo che la neve instabile si è già scaricata spontaneamente.

La resistenza a compressione ed a trazione
Nella neve la resistenza a compressione è notevolmente superiore alla resistenza a trazione. Esercitando una lenta compressione su un campione di neve compatta questo, entro certi limiti, prima della rottura, tende a diventare più solido; sottoponendolo a trazione si rompe con una forza dieci volte inferiore.
Ammettendo questo principio, lo stesso tipo di neve, su un pendio, potrà essere in equilibrio stabile o instabile a seconda che si trovi in zona di compressione o di trazione.
Queste resistenze variano in relazione al tipo di metamorfismo subito dalla neve: ad esempio, mentre la neve di fine metamorfismo di isotermia (a grani fini o farinosa) ha resistenze  generalmente elevate, a fine metamorfismo di gradiente le resistenze sono minime.

La resistenza al taglio
La resistenza al taglio è riferita alla resistenza alla rottura opposta dai grani di neve, ma principalmente da strati diversi del manto nevoso, soggetti a due forze parallele e contrarie (forze di taglio). Anche questa resistenza varia in relazione ai metamorfismi, alla temperatura alla forma dei grani, all’inclinazione del pendio ed al coefficiente di attrito statico.
La neve offre in genere una resistenza al taglio molto debole rispetto alle resistenze a trazione o a compressione. A parità di quota e di esposizione del pendio possiamo avere resistenze al taglio diverse.
Considerando, ad esempio un lastrone compatto e duro di un accumulo di neve ventata,  circondato da neve a debole coesione: in corrispondenza delle linee periferiche del lastrone la resistenza al taglio fra la neve del lastrone e quella della neve circostante è minima e un sovraccarico può determinarne il distacco; altre zone di resistenza minima si possono trovare tra due superfici non perfettamente saldate tra loro, o tra le quali sia interposto uno strato debole (brina di profondità tra i due strati o tra lo strato superiore e il suolo, brina di superficie incorporata nel manto per effetto di una nevicata successiva alla sua formazione, ecc).
Poiché i tempi dei metamorfismi, che sono i principali responsabili della vita e dell’evoluzione della neve, sono condizionati da molti fattori (temperatura, condizioni meteorologiche, quota, esposizione dei versanti, vegetazione, spessore del manto nevoso, latitudine ecc), non è possibile stabilire a priori le caratteristiche dei vari strati senza analizzarli.

IMPORTANTE: le informazioni contenute in queste pagine sono indicative e superficiali. Per approfondire questi argomenti (neve, valanghe, autosoccorso, sicurezza, arva, pala, sonda, ecc), si consiglia di affidarsi a delle Guide Alpine o ai corsi del CAI. Non è pensabile acquisire conoscenze sufficienti per la sicurezza in montagna semplicemente leggendo queste pagine.