El mundo de la ciencia | Revista ISSW2018: Medidas de protección contra las avalanchas

Esta vez: Medidas de protección: Gestión de riesgos y soluciones de ingeniería (Sesión 2)

Una sesión para reunir a ingenieros y científicos con el fin de validar estructuras de protección reales en simulaciones numéricas para encontrar soluciones generales a partir de casos prácticos. En definitiva, otro excelente ejemplo de cómo combinar teoría y práctica. Los temas de la sesión pueden resumirse a grandes rasgos en cuatro categorías: Presiones y fuerzas del manto de nieve y los aludes sobre las estructuras de protección, diseño y construcción de estructuras de protección en terreno alpino, planes de zonas de peligro y validación de estructuras de protección, y carga de nieve como base de peligro de aludes e influencia en las condiciones de visibilidad en las vías de tráfico.

Tres de estos cuatro bloques temáticos tratan sobre las estructuras de protección, es decir, sobre la respuesta estructural de los ingenieros a los peligros existentes causados por la nieve o los aludes. Existen dos tipos principales de aludes: Estructuras en la zona de inicio del alud y en la zona de salida. Ambos tipos pueden subdividirse a su vez en dos clases. La estabilización del reventón, como medida contra la deposición de nieve por el viento en las zonas potenciales de inicio de aludes, y la estabilización del inicio de aludes, destinada a impedir el desprendimiento espontáneo de aludes. Se distingue entre estructuras de interceptación o de frenado y estructuras de desviación o de transferencia a la salida de los aludes. Ejemplos de ello son las presas de captación, las jorobas de frenado y los rompe aludes, así como las presas de desviación, las galerías de aludes, los túneles y los puentes de tubos.

Excursus: Los puentes de tubos son estructuras ciertamente interesantes, pero se construyen o se construyeron raramente. Un ejemplo destacado puede encontrarse en el puente tubular Großer Gröben, donde un puente discurre relativamente llano sobre un barranco propenso a las avalanchas. La idea que subyace es que la carretera discurre prácticamente por un túnel artificial y, por tanto, no se ve afectada por una posible avalancha de polvo y no hay que cerrarla (Rohrbrücke Großer Gröben).

Puente tubular Großer Gröben.

Construcción

El diseño y la construcción de estructuras de protección es siempre un compromiso entre costes y beneficios: Para obtener un beneficio mayor, las estructuras se diseñan para resistir eventos de hasta 300 años, pero entonces el municipio puede que tampoco pague necesariamente por ello. Como ya se ha mencionado, los distintos expertos también pueden llegar a diferentes valores de diseño.

El tamaño de estas estructuras se muestra en el artículo P2.7 (Barrera contra avalanchas en Tirol Oriental) sobre una barrera contra avalanchas que se construyó en un barranco por encima de un pueblo. El artículo explica con todo detalle el diseño, la construcción y la realización. Por cierto, en el Mühlauer Klamm, cerca de Innsbruck, se puede ver un rompe aludes similar.

Desde Nueva Zelanda, hay un artículo P2.18 (Diseño y construcción de una berma deflectora de aludes...) sobre la ampliación de una presa deflectora para proteger un pequeño asentamiento. El dique original de 2 metros de altura se amplió hasta una altura de 10 metros utilizando piedras gruesas.

Desde Svalbard llega el artículo P2.19 sobre la construcción de vallas y puentes de nieve en permafrost (Los retos de las medidas paliativas en Longyearbyen, Svalbard). Entre el verano y el invierno, una capa de permafrost de hasta 3 metros de espesor se descongela y congela, lo que significa que los cimientos de las cimbras deben cimentarse a 4 metros de profundidad. Asimismo, unos agujeros tan profundos sólo podrían perforarse en invierno, es decir, durante la fría noche polar.

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Zonas de peligro

Los planes de zonas de peligro son principalmente herramientas de planificación espacial para mantener una visión general de los peligros de aludes a nivel nacional. También constituyen la base para planificar nuevas construcciones y renovaciones a nivel municipal. Por ejemplo, no está permitido construir en la zona roja en absoluto y sólo bajo ciertas condiciones en las zonas azul o amarilla, como edificios sin ventanas en la ladera de la montaña. En general, estos planes de zonas de peligro se basan en sucesos históricos de avalanchas, evaluaciones de expertos y simulaciones.

La contribución O2.2 (Rezoning after installing avalanche mitigation measures: Case study of the Vallascia avalanche in Airolo, Switzerland) describe la renovación del plan de zonas de peligro del municipio de Airolo, en el Tesino. Tras varias avalanchas importantes, incluida una catástrofe similar a la de Galtür en 1951, se realizaron mejoras a partir de 1984 y en 2012 se completó uno de los mayores proyectos suizos de estabilización con 10 km de vallas de nieve, 2 presas de contención y 54 hectáreas de reforestación. El cambio en el plan de peligrosidad es aleccionador: La nueva zona roja es aún mayor que la del plan anterior, cuya base de evaluación no puede rastrearse por falta de documentación (¡y esto en Suiza!). Según los autores, los nuevos resultados de la simulación de avalanchas, por ejemplo, significan que estos casos ocurren con más frecuencia. En lugar de comparar el nuevo plan de zonificación con los mapas antiguos, los autores sugieren actualizar primero el plan antiguo sin tener en cuenta las estructuras de protección y sólo después incorporar el efecto protector a este plan. Pero incluso con este truco, el resultado de Airolo es aleccionador: la zona roja se ha desplazado cuesta arriba unas dos filas de casas.

Dos artículos más tratan con igual detalle dos trayectorias de aludes y la eficacia de las estructuras de protección: el artículo P2.2 (Braking mounds in avalanche simulations - a samosAT case study) examina el alud de Arzler Alm de enero de 2018 utilizando imágenes aéreas, balances de masas y simulaciones detalladas. La contribución O2.6 (Eficacia de las estructuras de protección contra aludes en zonas de salida: el caso de la trayectoria del alud de Taconnaz en Francia) simula diferentes escenarios de aludes con variaciones en los volúmenes de aludes y los parámetros de fricción. Las simulaciones siguen siendo especialmente útiles para la nieve seca y sin cohesión, pero fallan sobre todo ante las bajas velocidades y los efectos de deposición especiales de los aludes de nieve húmeda.

Conclusión

En general, los peligros naturales relacionados con la nieve varían mucho en función de la pendiente, la trayectoria del alud y el potencial de peligro. Las medidas apropiadas de las estrategias de planificación espacial, como los planes de zonas de peligro, las medidas temporales como el cierre de carreteras o la activación situacional de aludes, junto con las defensas estructurales contra aludes, forman la protección técnica contra aludes. Aunque existen directrices específicas (para cada país) para todo el ámbito de la protección técnica contra aludes, cada vez se desarrollan soluciones muy especializadas para trayectorias de aludes individuales. Son precisamente estas soluciones individuales las que conducen a cambios y actualizaciones de los catálogos de directrices y permiten el desarrollo continuo de la protección técnica contra los aludes.