Seguridad en nieve Formación, evolución y propiedades. Tipos de aludes. Estructura del manto, observación y análisis. Pautas de comportamiento. Búsqueda.

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1 Seguridad en nieve Formación, evolución y propiedades. Tipos de aludes. Estructura del manto, observación y análisis. Pautas de comportamiento. Búsqueda y rescate. Fuente: ANENA.

2 Contenido I. FORMACIÓN Y EVOLUCIÓN DE LA NIEVE
I. FORMACIÓN Y EVOLUCIÓN DE LA NIEVE Saturación, condensación, cristalización, crecimiento. Formación de la nieve. Principales factores condicionantes durante la precipitación. La nieve depositada. La temperatura y la humedad. Metamorfosis. Los diversos procesos que determinan la metamorfosis de la nieve. Evolución del manto de nieve II. PROPIEDADES DE LA NIEVE Y SU RELACIÓN CON EL AMBIENTE Tenor de Agua Líquida. Propiedades mecánicas. Tipos de cohesión resistencia a la tracción, compresión y asentamiento. Pendientes más peligrosas. La nieve y la atmósfera. Distintos tipos de intercambios. III. LAS AVALANCHAS Las avalanchas. Equilibrio del manto de nieve, desequilibrio. Diferentes tipos de avalanchas y su relación con el tipo de grano de nieve. Causas, procesos, relación con el terreno y la meteorología. IV. ESTRUCTURA DEL MANTO NIVAL La estructura del manto de nieve. Técnicas de observación y análisis. Ensayos diversos de estabilidad. Aplicación práctica a la evaluación del riesgo de avalanchas. V. PAUTAS DE COMPORTAMIENTO Conducta en el terreno. Pautas de comportamiento grupal e individual. Equipamiento básico. VI. BÚSQUEDA Y RESCATE Búsqueda y Rescate. Estadísticas. Pautas de acción inmediata. La organización. El tiempo-reloj. Método de búsqueda con ARVA o por sondeo.

3 Mas del 90% de las avalanchas en donde están implicadas personas, son las mismas personas las causantes del alud.

4 Llevar y saber usar el equipo necesario para la actividad

5 Observar el terreno

6 Observación de la nieve en superficie

7 Análisis y estudio del manto

8 Prueba de posibles inestabilidades

9 Búsqueda con ARVA

10 Búsqueda y rescates organizados

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12 I. FORMACIÓN Y EVOLUCIÓN DE LA NIEVE
1. LOS MECANISMOS DE CONDENSACIÓN. 1.1. Los diferentes estados del agua. El agua existe en tres estados, también llamados fases o formas: sólida (hielo) líquida (agua) gaseosa (vapor de agua). El vapor de agua es un gas incoloro e invisible. Los pasajes de un estado a otro (fig. 1) van acompañados de absorción o liberación de calor (calor latente).

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14 1.2. La saturación En la atmósfera el agua está presente en sus tres estados. Las nubes están formadas de pequeñas gotas o cristales de hielo, o ambos. Los últimos aparecen cuando el aire está saturado de vapor de agua. El aire no puede contener cualquier cantidad de vapor de agua. Esta cantidad se limita a un valor que depende esencialmente de su temperatura. Cuando se alcanza el valor máximo de vapor de agua, toda cantidad suplementaria condensará bajo formas líquida o sólida.

15 1.3. Condiciones de condensación líquida y sólida:
Para que haya realmente condensación la saturación de vapor de agua no es suficiente. El fenómeno solo tendrá lugar en presencia de elementos microscópicos sobre los cuales se producirá la condensación. Estos son de dos tipos: ·   Los núcleos de condensación: son partículas de diámetro entre 0.2 y 10 micrones (sales, partículas orgánicas, polvos industriales, hollín...). ·    Los núcleos de congelamiento: de diámetro del orden de 0.1 a 10 micrones, de estructura generalmente cristalina. Estos núcleos son realmente eficaces por debajo de los -12°C. En ausencia de tales núcleos, el agua permanece líquida, lo que se denomina como fenómeno de sobrefusión.

16 1.4. Formación de cristales de nieve y crecimiento
Los cristales de nieve se desarrollan a partir de partículas de hielo elementales, de forma hexagonal, llamadas gérmenes.

17 Entre las microgotas de agua que constituyen una nube, aquellas formadas alrededor de núcleos de congelamiento o que entran en contacto con los mismos, se congelarán y darán lugar a los gérmenes. Las microgotas en sobrefusión aledañas que se evaporan a consecuencia de movimientos internos de la nube, aportarán vapor de agua suplementario al medio. Este exceso se condensará prioritariamente sobre el germen contribuyendo así, poco a poco, al crecimiento del cristal de hielo.

18 Resumiendo, los cristales de hielo crecen en detrimento de las micro gotas de agua en sobrefusión.
Se puede agregar que los pequeños cristales tenderán a sublimar en beneficio de los mayores.

19 2. LA NIEVE FRESCA (símbolo +)

20 2.1. Los tipos de crecimiento:
El cristal inicial o gérmen es un cristal de forma hexagonal. Según las temperaturas que imperen durante su desarrollo, algunas de sus partes verán privilegiado su crecimiento Las partes privilegiadas: Las bases. Cristales de tipo columna o aguja. Las caras laterales. Cristales tipo plaquetas. Las aristas. Cristales como la conocida estrella.

21 Distintos tipos de crecimiento:

22 Según sus estadías en uno o varios peldaños de temperaturas diferentes, los cristales de nieve podrán tener formas distintas, a veces complejas, debido a los distintos tipos de crecimiento que experimentaron durante el período de tiempo en el que permanecieron en esos escalones de temperatura.

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24 2.2. Diferentes tipos de cristales

25 Agujas

26 Columnas

27 Plaquetas

28 Estrellas

29 Partículas reconocibles

30 Caso especial: Nieve rodada

31 3. INFLUENCIA DE LAS CONDICIONES ATMOSFÉRICAS DURANTE LAS NEVADAS
Cuando los cristales de nieve aglomerados en copos son suficientemente pesados para vencer las corrientes ascendentes que hay en las nubes, comienzan a caer. Si las temperaturas son negativas hasta el suelo, los copos se acumularán formando un manto de nieve. Durante su caída, los copos serán afectados por dos parámetros meteorológicos importantes: el viento y la temperatura.

32 Video: La acción del viento

33 3.1. Acción del viento El viento tiene una acción mecánica importante sobre los cristales. Aumenta los choques y por lo tanto las roturas y consecuentemente se destruyen las frágiles estructuras. Será entonces una nieve muy fragmentada la que se depositará en las zonas protegidas.

34 Además, estas pequeñas partículas se soldarán entre sí por numerosos puentes de hielo. Este fenómeno se llama fritage o sinterización. El significado de la palabra fritage es: “aglomeración de material pulveru-lento por calentamiento y compresión sin pasar por la fase líquida”. En el caso particular que estamos tratando el calentamiento no se produce, pero hay sublimación y condensación sólida.

35 3.2. Efecto de la temperatura.
Sin viento y con bajas temperaturas (<-5°C), los copos no sufren transformación importante en el transcurso de su caída al suelo. Es, por lo tanto, una nieve poco densa la que se acumulará. Cuando las temperaturas están cerca de 0°C, los cristales se modifican ya durante la caída, pudiendo inclusive humedecerse si la temperatura del aire es > 0°C consiguiéndose así una nieve con relación masa/volumen importante: 100 a 200 kg/m3.

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38 4. EVOLUCIÓN Y METAMORFOSIS DE LA NIEVE EN EL SUELO
El manto de nieve es un apila-miento de estratos de nieve. Cada uno de estos estratos se corresponde a un episodio níveo y a su particular evolución hasta el derretimiento final. Esta evolución está hecha de una sucesión de metamorfosis desde el cristal inicial hasta su definitiva fusión y depende de las condiciones nivometeorológicas acaecidas.

39 Estas serán determinantes del estado térmico de cada estrato de nieve, y consecuentemente del tipo de metamorfosis. Para la nieve ya depositada, a menudo constituida por fragmentos o aglomerados de cristales, se emplea el término grano de nieve. Durante las nevadas, los cristales de nieve sufren una destrucción parcial debido a los efectos conjugados del viento y en menor medida de la temperatura. Los granos que aún poseen formas reconocibles o identificables a los cristales originales se denominan partículas reconocibles. Toda metamorfosis de nieve fresca pasa, aunque brevemente por la fase de partícula reconocible.

40 1. Las metamorfosis de la nieve seca

41 Una nieve seca es una nieve que no contiene agua líquida (Tenor Agua Líquida o TAL = 0%). La presencia de agua líquida en la nieve se produce siempre con temperaturas = 0°C. Con temperaturas negativas, la nieve será siempre una nieve seca. Para la nieve seca, un cierto número de factores controlarán su metamorfosis.

42 1.1. Factores mecánicos El viento tiene sobre la nieve seca depositada el mismo efecto que sobre la nieve durante la caída. Si la nieve es aún suficientemente liviana (bajo PE) y posee escasa cohesión el viento la levantará y transportará. Durante estos transportes, la fragmentación de los cristales llevará a un aumento del Peso específico con aglomeración y cohesión (Sinterización) de los granos entre sí al depositarse, sin dejar de tener en cuenta los efectos de acumulación. Este fenómeno se producirá hasta varios días después de la nevada, siempre y cuando la nieve permanezca transportable, es decir sin cohesión y liviana.

43 1. 2. Factores termodinámicos
1.2. Factores termodinámicos. La geometría de los cristales o granos, efecto del radio de curvatura. A causa de la baja tensión de vapor saturante en vecindad del cristal o del grano y variando según su geometría, las partes más agudas del cristal tendrán tendencia a sublimar (pasaje hielo - vapor). El vapor de agua disponible se difundirá y luego condensará en las partes cóncavas (pasaje vapor - hielo). Este proceso producirá finalmente un redondeamiento de los granos que originalmente eran dendríticos o angulosos. Por otra parte, en los puntos de contacto entre granos donde aparecen formas cóncavas, tendrá lugar la condensación sólida originando puentes de hielo.

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45 1.3. El gradiente vertical de temperatura de la nieve
La temperatura influencia la velocidad de los cambios de fase. Así es que cuanto más próxima esté la nieve de 0°C, más rápida será su metamorfosis, cualquiera sea su tipo. Además, la distribución de las temperaturas o las diferencias de temperaturas dentro de una misma capa que pueden ser más o menos grandes condicionarán el sentido del paso del hielo entre los granos, pasando por la fase de vapor. Los granos de las partes más calientes serán emisores de vapor de agua por sublimación de su ángulos de hielo. Los granos de las partes más frías del estrato recibirán hielo por condensación sólida del vapor de agua disponible.

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47 La distribución de las temperaturas en una capa de nieve se evidencia por el cálculo del gradiente vertical de temperatura. Las metamorfosis de la nieve seca estarán condicionadas por el valor de los gradientes de temperatura a los cuales estará sometida la capa de nieve o estrato. Gradiente de Temperatura: Existen tres tipos de metamorfosis dependiendo de una determinada gama de valores de gradiente de temperatura.

48 La metamorfosis de bajo gradiente (0°C/cm< GT< 0.05°C/cm)
En este caso la diferencia de temperatura entre un punto y otro del estrato es muy pequeña y solamente el efecto del radio de curvatura se producirá. Las partes convexas de los granos se sublimarán y en las partes cóncavas habrá condensación sólida del vapor disponible. Los granos se redondean progresivamente y sus tamaños se uniformizan. Obtenemos así los granos finos cuyo símbolo es · con diámetros del orden de 0.2 a 0.4 mm. Esta evolución produce mayor cohesión de la nieve y compactación, aumentando su densidad.

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51 La metamorfosis de gradiente medio (0.05°C/cm < GT< 0.2°C/cm)
En este caso, cada grano de nieve está a una temperatura levemente superior a la del grano situado encima. Cada grano se sublima en parte. El vapor liberado condensa sobre el grano superior más frío. Al mismo tiempo capta el vapor liberado por el grano de abajo. Los intercambios de hielo se hacen de grano en grano desde abajo hacia arriba. Por otro lado este proceso implica una compactación de la nieve, pero principalmente una importante pérdida de cohesión por la forma del cristal resultante, de caras planas. El estado de grano de caras planas no es irreversible, si se lo somete a un gradiente bajo se transformará en grano fino.

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53 La metamorfosis de alto gradiente (GT > 0.2°C/cm).
En este caso, la diferencia vertical de temperatura entre granos es importante y los procesos son más intensos que en los gradientes anteriormente vistos. Los intercambios de hielo entre dos granos son mayores y más veloces. Cada grano ve su parte alta sublimarse y redondearse mientras que en su base hay una condensación sólida intensa. Se caracteriza por presentar estrías escalonadas.

54 El grano toma entonces una forma piramidal que se denomina cubilete o escarcha de profundidad.
Estos granos son generalmente de grandes dimensiones, de 0.5 mm. los más pequeños hasta 4mm. los más grandes. No presentan cohesión, y se comportan como sal gruesa. Al ser verdaderos “bolilleros”, representan gran peligro para la estabilidad de las capas de nieve superiores, en especial las placas de viento. Solo la presencia de agua líquida puede hacer evolucionar este tipo de nieve. Para pasar por este tipo de evolución, la nieve deberá tener una densidad inferior a 300/350 kg/m3.

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58 2 La metamorfosis de la nieve húmeda.

59 Una nieve húmeda es una nieve que contiene agua líquida (TAL > 0%).
TAL: Tenor de agua liquida. Su temperatura será siempre de 0°C, (definición de 0°C = temperatura de equilibrio de la mezcla agua - hielo. La nieve puede humedecerse por lluvia, por fusión de partes de los granos por acción de rayos solares, o por alta temperatura. El agua líquida es una película capilar de agua que rodea los granos y llena las partes cóncavas.

60 Las partes más convexas de los granos y los granos más pequeños se funden y participan del redondeamiento y crecimiento progresivo de los granos más grandes (fig. 11).

61 Se obtienen así los granos redondos, símbolo o, cuyo diámetro varía generalmente entre 0.3/0.4 mm. para nieves recientemente humedecidas hasta 1a 2 mm. para viejas nieves húmedas (nevés). Esta metamorfosis conlleva un aumento importante de la densidad de la nieve y también de su compactación. La cohesión de los granos, debido la presencia de agua, se llama unión capilar. Esta cohesión es buena para valores de TAL pequeños (por ejemplo imaginarse dos placas de vidrio mojadas y puestas juntas) pero será menor a medida que el TAL, (el tenor de agua líquida), aumente. Se ilustra con las avalanchas de nieve de primavera en laderas asoleadas y empinadas.

62 Si hay intervención del recongelamiento, la película capilar de agua se solidifica consiguiéndose una cohesión de recongelamiento de excelentes características, a veces de grueso espesor. Recordemos que es la única metamorfosis capaz de modificar la nieve rodada del párrafo 2.2 así como los cubiletes de la metamorfosis de alto gradiente.

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65 Nieve fresca o reciente

66 Distintos tipos de partículas y granos
Partículas Reconocibles

67 Grano fino

68 Caras Planas

69 Cubiletes

70 Grano Redondo

71 Caso especial 2: Escarcha de superficie
Fin.