manto nevoso

CORSO AINEVA
LIVELLO 2 – MODULO B
OPERATORE ED ASSISTENTE DEL DISTACCO ARTIFICIALE DI VALANGHE
Introduzione
Ricerca
degli effetti sul manto nevoso
degli esplosivi convenzionali
Ing. B. Frigo
Courmayeur , 12 Marzo 2013
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OPERATORE ED ASSISTENTE DEL DISTACCO ARTIFICIALE DI
VALANGHE
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OPERATORE ED ASSISTENTE DEL DISTACCO ARTIFICIALE DI
VALANGHE
Febbraio 1990 – Pré S. Didier (AO).
Febbraio 1986 – S.S.26 Piccolo S.
Bernardo (AO).
Ricerca disperso (S.A.V.)
Febbraio 1996 – Arinsal – Pirenei (SP)
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VALANGHE
MOTIVAZIONI INGEGNERISTICHE
Difesa territoriale per la protezione delle persone, delle opere e
dell’ambiente naturale dagli effetti distruttivi delle valanghe di neve
Settori coinvolti:
• 
• 
• 
• 
• 
Trasporti
Costruzioni civili
Turismo
Ambiente
Sicurezza
SFIDA SCIENTIFICA
Classificare la neve come materiale, facendo fronte alle difficoltà di :
• 
Caratterizzazione della neve
• 
Testare la neve sia in laboratorio che in campo
• 
Modellazione
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VALANGHE
LE AZIONI SPONTANEE di DIFESA
La preghiera
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Nascondersi
Deviare il flusso a monte
Fermare il flusso a monte
Resistere direttamente al flusso
Impedire il distacco
Controllo del distacco
Gestire le zone a rischio
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VALANGHE
MISURE di DIFESA ANTIVALANGA
CONTROLLO del DISTACCO
Distacco artificiale: distacco preventivo
e programmato di valanghe di neve in
momenti e condizioni “noti” in modo
tale da distaccare la valanga con i
desiderati volumi di neve,
controllandone traiettorie, velocità e
pressioni d’impatto.
Crack - Arresters
Gaz – Ex
Esplosivi
Daisy Bell
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MASSA NEVOSA
Area di distacco
Altezza del manto nevoso
Distanza di arresto
CONOSCENZA DELLA DINAMICA DELLE VALANGHE !!!!!
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VALANGHE
OBIETTIVI della RICERCA
Comprendere l’influenza dei sovracarichi impulsivi
sul manto nevoso indotti artificilalmente
SCIENTIFIC TARGET
M i g l i o ra r e l a c o n o s c e n z a d e l
comportamento del manto nevoso
sottoposto a carichi dinamici
TECHNICAL TARGET
Migliorare l'efficienza dei dispositivi
di distacco artificiale (con innesco a
gas o esplosivi)
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RICERCA
-
OBIETTIVI SCIENTIFICI
Comprensione dei meccanismi di innesco e possibile
distacco (Vibrazioni indotte ? Sovrapressioni ?)
Studia la risposta del manto nevoso alle sollecitazioni
dinamiche imposte (compressione, formazione del
cratere, variazioni termiche, variazione della
microstruttura, ecc…) in funzione della tipologia di
neve al suolo (asciutta/bagnata, compatta/fresca, ecc
…) e le sue proprietà fisiche e meccaniche
Analizza le caratteristiche dell’onda d’urto e di
pressione generata da vari sistemi di distacco e i loro
differenti effetti sul manto nevoso
Studia la propagazione dell’onda di pressione nel
manto nevoso
Studia la fessurazione del manto nevoso per la
determinazione dell’area di distacco indotta
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VALANGHE
RICERCA
-
OBIETTIVI TECNOLOGICI
Migliorare le tecniche di distacco
artificiale in termini di efficacia e di
efficienza tecnico/economica.
Valutazione dell’energia di distacco imposta dalle
tecniche di distacco artificiale.
Valutazione degli effetti indotti dall’esplosivo sul
manto nevoso.
Valutazione della carica critica in funzione di
detonazioni indotte da cariche differenti per tipo di
l’altezze di scoppio e la massa.
Comportamento del manto nevoso sottoposto ad
onda di pressione con analisi della carica critica.
Determinazione dell’area di impronta minima
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VALANGHE
L’ ESPLOSIVO e la NEVE (R. Cresta)
…. e le VALANGHE
Manto nevoso: di struttura stratificata, è il risultato del processo di accumulo, trasporto
eolico e compattazione di cristalli di neve e ghiaccio formatisi nell'atmosfera e
successivamente precipitati per gravità al suolo
Struttura
Variabilità spaziale e temporale
Carichi rapidi
Carichi lenti
Comportamento
Fragile
Comportamento
duttile
Materiale
Elastico
(AINEVA, 1999)
Percorso di carico
Materiale
Viscoelastico
(AINEVA, 1999)
Materiale Quasi-fragile
strain softening behaviour
(McClung, 1987; Schweizer, 1998)
(McClung, 1981)
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VALANGHE
L’ ESPLOSIVO e la NEVE (R. Cresta)
…. e le VALANGHE
-  Sollecitazione delle instabilità del manto nevoso asciutto, bagnato e “a sbalzo”
-  Efficacia del tiro in funzione del posizionamento della carica
-  Efficacia del tiro in funzione della dimensione della carica
-  Conoscenza delle limitazioni dell’uso dell’esplosivo
-  Conoscenza della tipologia di manto nevoso
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VALANGHE
CORNICE
(manto nevoso “a sbalzo”)
-  manto nevoso soggetto a trazione
-  demolizione parte aggettante: creazione di uno o
più crateri generati da esplosioni superficiali che,
insieme alla gravità, inducono la frattura e il
conseguente intaglio
-  demolizione alla radice: più esplosioni interne al
manto nevoso
Mode I
Opening
Thanks to J.B. Johnson
-  metodologia: intagliare il manto nevoso al fine di
innescare una frattura in MODO I “tensile fracture”,
tipica delle fratture in corona
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VALANGHE
Lastroni (manto nevoso asciutto)
-  presenza di uno strato debole e di una zona super-debole
-  metodologia: intagliare il manto nevoso al fine di innescare una
frattura in MODO II “shear fracture”, tipica delle fratture per
scivolamento
Thanks to:
J.B. Johnson & J. Heierli
Mode II
Sliding
INNESCO ARTIFICIALE delle VALANGHE a LASTRONI
Background
Osservazioni sull’innesco artificiale di un lastrone
-  Impulso troppo debole provoca un collasso dello strato debole
lo strato continua a indebolirsi fino a raggiungere il collasso
un sopraccarico addizionale applicato al lastrone causerebbe il collasso dello strato
-  Superficie dello strato debole troppo poco estesa
l’area di distacco continua a crescere a causa del carico imposto dalla gravità
fino al collasso del lastrone
-  La resistenza di un lastrone compatto nei fianchi e in corona lascia il lastrone in loco
un sovraccarico addizionale applicato al lastrone causerebbe il collasso in
corona e ai fianchi
una progressiva rottura ai fianchi o in corona causerebbe il distacco del lastrone
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VALANGHE
Manto nevoso umido
-  Instabilità dovute al manto nevoso umidificato
sono difficili da prevedere: sono causate da parti
di manto nevoso sature (sovra-sature) dovute a
localizzati (fini e piccoli) strati impermeabili
-  metodologia: detonazioni simultanee per
dislocare il manto nevoso ed incrementare il
percorso del flusso
-  metodologia: detonazioni sequenziali per
muovere la neve via dal pendio
Thanks to J.B. Johnson