DIPARTIMENTO: SVILUPPO ECONOMICO E POLITICHE DEL LAVORO, DELL'ISTRUZIONE,
DELLA RICERCA E DELL'UNIVERSITA' SERVIZIO RICERCA E INNOVAZIONE INDUSTRIALE POR FESR Abruzzo 2014 – 2020
Linea di azione 1.1.4 "Avviso Pubblico per il Sostegno a progetti di Innovazione delle Grandi Imprese
e delle PMI nelle aree di specializzazione S3" Progetto Sistema Predittivo per la rilevazione del Rischio Valanghe Silicondev S.p.A, codice CUP - C37H18000040007
Dopo aver descritto il fenomeno valga sono chiari i motivi e le situazioni che precedono una valga, quindi il sistema avrà il compito di analizzare il manto nevoso. Il sistema pensato e studiato applica in sinergia differenti tecnologiche e metodologie di rilievo e misurazione che sono:
6.1 Elettro-Meccanica
La tecnologie di tipo elettromeccanico consiste nella misurazione della forza di spinta della massa nevosa generata dalla gravità. In modo analitico è possibile calcolare la forza di spinta e il relativo momento. Quindi è possibile valutare in modo preventivo tramite una soglia limite il livello di pericolo di un eventuale distacco. Questa metodologia va a formare un sottosistema composto da sensori ti pressione, temperatura e di livello. Tutti i dati raccolti serviranno per valutare tramite un “modello di eccentricità” la differenza di eccentricità e l'eventuale impatto della massa nevosa sulla zona a valle il così detto “dito del piede della valanga”.
Esempio grafico di modello di calcolo del “ dito del piede della valanga“.
Nella figura seguente invece è raffigurata una simulazione su due differenti gradi eccentricità.
C'è un angolo detto angolo “di sicurezza” quindi con l'aumentare della massa nevosa aumenterà l'angolo dovuto alla differenza di eccentricità e quindi man mano, con il depositarsi di neve fresca aumenterà la zona di impatto di un'eventuale valanga. Parte importante del sistema è anche il sensore che calcola la spinta del manto nevoso. Il sensore calcola la pressione su una superficie e permette di valutare con l'aumentare della pressione la forza di coesione dei cristalli e valutare l'eventualità della rottura dell'equilibrio forza di spinta a valle, forza del centro di massa e coesione. Una massa nevosa fino all'attimo prima di una rottura si comporta come una qualsiasi massa e quindi l'effetto della forza di gravità viene annullato dalla forza di massa di centro (baricentro). Possiamo semplificare questo concetto pensando ad un auto su un pendio con il pedale del freno premuto. Il freno dell'auto è la forza di coesione che non permette lo scivolamento e il peso dell'auto quindi il peso della massa danno origine alla forza di centro. Aumentando l'angolo alpha quindi la differenza di eccentricità aumenterà la forza di scivolamento dovuta alla gravità e quindi la pressione sui freni che arriveranno ad un punto di “rottura” che rappresenta la rottura dell'equilibrio massa, coesione forza di centro.
Ovviamente questo primo sottosistema ci permette di capire e valutare il rischio di una valanga dovuta alla rottura degli equilibri. Purtroppo però come abbiamo già descritto i rischi di valanga sono causati anche da fattori esterni come il movimento del terreno.
6.2 Misurazione sismica e di movimento
La misurazione sismica va intesa come misurazione di movimenti del terreno su cui la massa nevosa agisce. La neve anche se dall'aspetto soffice e leggero ha un suo peso che varia dal tipo di neve se fresca, ghiacciata o acquosa. Questa massa genera delle forze sulla superfici sottostante che potrebbero innescare fenomeni di rottura della roccia e quindi di conseguenza della valanga. Triste episodio è la valanga di Rigopiano nel gennaio 2017 causata proprio dal cedimento della superficie di appoggio che ha causato il collasso di una parte di montagna causando una frana di rocce e neve. Quindi la misurazione sismica permette di valutare lo stato di “salute” della superficie di appoggio. La tipologia di sensore è di tipo piezo-elettrico che permette di analizzare le vibrazioni di roccia e terreno.
Mentre la componente di movimento analizza i piccoli movimenti che la massa nevosa può avere piccoli movimenti che se ripetuti posso indicare un'eventuale rottura dell'equilibrio. Per questa componente si è pensato di sfruttare la nuova tecnologia di posizionamento satellitare “galileo” dell'ente spaziale europeo tramite il monitoraggio geodetico.
6.3 Infrasonico e geo Radar
Parte importante e primaria del sistema è il sottosistema “Infrasonico”. La componente infrasonica rileva le onde acustiche prodotte dalle valanghe e quindi la direzione. Mentre i sottosistemi precedenti sono preventivi questo sottosistema e di allerta in tempo reale che analizzando appunto in tempo reale i dati riesce con alcuni secondi di anticipo a dare l'allarme, tempistica che sembra breve ma importante in caso ci troviamo in zone come campi da sci o vie di comunicazione. Il geo radar riesce a percepire anche piccoli spostamenti di placche di neve che spesso sono il sintomo del distacco. Infatti ormai e noto che la rottura della condizione di equilibrio nel caso di valanghe non causate dall'uomo sono precedute da movimenti che possono essere rilevati da sensori infrasonici e radar.
Nella figura precedente è schematizzato il funzionamento di allert del sottosistema “infrasonico & geo radar “. Un valore aggiunto del sottosistema è che con il geo rad è possibile monitorare vaste zone. Inoltre e possibile utilizzare in aggiunta anche un sensore ir per monitorare le temperature delle rocce che sotto l'effetto dell'irraggiamento solare posso propagare il calore intorno a se e quindi causare il distacco creando una valanga di tipo puntiforme.
6.4 Stazione Meteo
Un ulteriore sottosistema importantissimo nella prevenzione è la stazione meteo che utilizzando sensori ad hoc misura lo stato di consistenza del manto nevoso, l'eventuale delta tra due depositi nevosi e quindi analiticamente misurare le temperature pre o post una nevicata copiosa. Una delle cause di valanghe è l'innalzamento repentino della temperatura oppure la differente composizione di due manti nevosi ad esempio neve copiosa fresca su manto ghiacciato. Questa condizione meteo non favorisce l'aggregazione trai due strati rendendo molto instabile l'equilibrio di rottura sotto la spinta della massa fresca generata dalla gravità del pendio.
6.5 Controllo Visivo
In ultimo ma non per importanza è il controllo visivo. Infatti un'analisi visiva con personale preparato della zona a rischio valanga può aiutare notevolmente la prevenzione. Tutti i sottosistemi precedenti sono di aiuto sia alla prevenzione che all'allarme in tempo reale ma l'osservazione ha ancora un importanza grandissima per la prevenzione delle valanghe sopratutto in quelle valanghe generate dall'uomo con fuoripista o simili.