Nell’estate del 2016 una colata detritica contenente enormi massi aveva distrutto la bilancia installata a Leuk, nel Canton Vallese. Ora l’impianto di misura ideato e gestito dall’Istituto federale di ricerca WSL è stato sostituito da una versione migliorata. Il 10 giugno la nuova bilancia non solo ha resistito alla prima colata fangosa, ma ha fornito misure più precisi rispetto all’impianto precedente, come mostra il video.
Come la precedente, la nuova bilancia per colate detritiche è formata da una piastra sistemata su un telaio d’acciaio e da sei celle dinamometriche. Essa è incorporata all’interno di una briglia realizzata in calcestruzzo, in modo che una colata detritica – una miscela di fango e roccia che si muove rapidamente verso valle – quando colpisce la briglia sia costretta ad attraversare l’impianto di misura. Sulla base dei valori misurati è possibile analizzare dettagliatamente il deflusso e il peso dei massi di maggiori dimensioni. Il nuovo impianto di misura sviluppato dall’Istituto federale di ricerca WSL e dal WSL Istituto per lo studio della neve e delle valanghe SLF sarà in grado di continuare la rilevazione di dati svolta durante 13 anni dalla bilancia precedente in modo ancora più preciso grazie alla sua tecnica avanzata.
Alta tecnologia in Vallese
La vecchia bilancia inaugurata nel 2003 era la prima di questo tipo a livello mondiale. Fino alla sua distruzione nel 2016 (vedi inquadro) ha fornito dati sulle forze dinamiche di 50 eventi di alluvioni e colate detritiche nell'Illgraben (VS). Nel quadro della sua sostituzione i ricercatori hanno ottimizzato la dotazione tecnica. L’anima della nuova bilancia incassata nel calcestruzzo è una piastra d’acciaio di 8 m2 sotto alla quale sono sistemate sei celle dinamometriche che misurano le forze orizzontali e verticali di una colata detritica. In aggiunta, gli strumenti radar e laser, i sensori di accelerazione integrati nella bilancia e varie telecamere forniscono dati su portata, contenuto in acqua, densità e velocità della colata detritica. Tali dati permettono di risalire alla distribuzione granulometrica e alla composizione della colata detritica. Prima della sua messa in opera, i ricercatori hanno collaudato il nuovo impianto in laboratorio, dove i test di resistenza in condizioni controllate hanno fornito informazioni sul comportamento dell’impianto di misura. In questi test sono convogliate le conoscenze maturate sia dagli eventi passati, sia dai calcoli dei modelli numerici misurati su piccole colate detritiche artificiali.
La prima colata del 2019 ha inaugurato la nuova bilancia
Il 10 giugno la nuova bilancia per colate detritiche installata nell’Illgraben presso Leuk (VS) nello stesso punto del modello precedente ha avuto modo di dimostrare la propria efficacia. In occasione della prima colata detritica dell’anno, tutti gli strumenti di misura collegati alla bilancia, così come la telecamera automatica, hanno trasmesso i valori richiesti - un test di successo per il team formato da ricercatori e tecnici. L’attuale colata detritica era di dimensioni ridotte e ha trasportato a valle dal bacino di alimentazione dell’Illgraben circa 5’000 m3 di materiale detritico. Parte di questo materiale si è riversato nel Rodano.
Ed ecco quanto il nuovo sistema ha misurato ha registrato: la colata detritica ha raggiunto la nuova piastra di misurazione il 10 giugno 2019 alle ore 20:43 ad una velocità di poco meno di 5 km/h. La miscela di fango e roccia era simile in densità a quella del calcestruzzo liquido. La sua altezza massima è stata di 70 cm. La colata detritica ha trasportato molto legno, fatto tipico per il primo evento dopo l'inverno. Sebbene il flusso detritico fosse molto lento, le telecamere automatiche ad alta velocità mostravano circa 20 raffiche o onde d'urto, un fenomeno noto per una tale miscela. L'evento è durato circa 30 minuti.
Ricerca sui pericoli naturali per gli addetti ai lavori
Con il nuovo impianto di misura i ricercatori del WSL tenteranno di dare una risposta a una delle principali domande che si pone la ricerca sulle colate detritiche: qual è l’attrito durante un evento di questo tipo e come varia durante lo stesso? L’obiettivo è innanzitutto conoscere meglio di prima i regimi cinematici delle colate detritiche, in particolare l’interazione tra la fase liquida e quella solida. Conoscendo la risposta è possibile misurare in modo più realistico rispetto a prima il moto di una colata detritica e calcolare la portata prevista anche nei ruscelli all’interno dei quali non esistono tali strumenti di misura.
Le conoscenze raccolte nell’Illgraben aiuteranno gli specialisti in pericoli naturali che operano nelle regioni alpine a dimensionare in modo ottimale le opere di protezione, a compilare carte del pericolo più affidabili rispetto a oggi e a organizzare in modo più efficiente le misure di protezione. Uno degli obiettivi della ricerca è ottimizzare le opere come ad es. i serbatoi per sedimenti, nelle quali viene trattenuto il materiale detritico più grossolano, in modo che le colate detritiche calino di intensità lungo il loro percorso verso valle e diventino così meno pericolose per l’uomo e le infrastrutture.
Gli specialisti del WSL consigliano alle autorità di località potenzialmente soggette a pericolo di continuare a installare sistemi di allarme come quello nel corso inferiore dell’Illgraben a Leuk (VS). Qui, gli strumenti di misura installati nel corso superiore del torrente riconoscono la presenza di una colata detritica e fanno scattare immediatamente le sirene e i lampeggianti.
L’Illgraben è uno dei corsi d’acqua in cui si verificano più colate detritiche delle Alpi. Tra maggio e ottobre, qui si verificano infatti in media ogni anno da circa tre a cinque colate detritiche di dimensioni variabili. La finora più grande colata detritica dell’era moderna si è verificata nel 1961 con un volume di alcune centinaia di migliaia di m3. Il bacino di alimentazione parte dalla cime dell’Illhorn (2717 m s.l.m.) e arriva fino alla foce nel Rodano (605 m s.l.m.). Per questo motivo, dall’anno 2000 il WSL ha installato in collaborazione con il Canton Vallese e l’Ufficio federale dell’ambiente (UFAM) un impianto di osservazione per le colate detritiche naturali. Il volume medio delle colate detritiche misurate fino a oggi è di 25‘000 m3, mentre l’evento più grande ha raggiunto 100‘000 m3. Attualmente esistono impianti di misura simili nel Nord-America, in Giappone e in Cina, anch’essi installati per scopi scientifici. Le altre piastre di misura sono però più piccole di quella del Vallese oppure non misurano lungo tutta la larghezza del torrente.
La prima bilancia del WSL era stata distrutta il 22 luglio 2016 durante una colata detritica. Durante questo evento, tre grandi massi, ciascuno di oltre 30 m3, hanno strappato la bilancia dal suo ancoraggio e l’hanno trasportata a valle.
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Station d’observation de laves torrentielles
Laves torrentielles en laboratoire
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