Nivologia I

CURSO DE TECNICAS INVERNALES
Nivología I
Sergio Miranda C.

NIVOLOGIA I
Contenido:
1. Ciclo del agua
Génesis de la nieve
2. Manto nivoso (Metamorfosis de la nieve depositada, Tipos de cristal, Tipos de nieve,Isotérmica, gradiente térmico)

CICLO DEL AGUA

Evaporación: gasificación del agua (liquida) por la T°.
Condensación: paso de una sustancia en forma gaseosa a forma líquida.
Licuofacción: una sustancia pasa del estado gaseoso al líquido, por acción de la temperatura y el aumento de presión, llegando a una sobrepresión elevada, hecho que diferencia a la licuefacción de la condensación.

Solidificación: de líquido a sólido, producido por una disminución en la temperatura. Es el proceso inverso a la fusión.
Condensación Solida: Cundo se enfría el gas de forma brusca, no se convierte en líquido, sino que pasa directamente al estado sólido (hielo).
Fusión: por el aumento de la temperatura el solido (hielo) se transforma en liquido.
Sublimación: el aumento de temperatura es brusco, el solido (hielo) se transforma en gas (vapor), sin pasar por liquido.

FORMACIÓN Y CAÍDA DE NIEVE
Nubes y formación de nubes
Formación de cristales de nieve
Propiedades de los cristales
Formación de la precipitación

FORMACIÓN DE CRISTALES DE NIEVE EN LAS NUBES
Hay tres requerimientos para la formación de nubes.
Suficiente humedad en el aire para que condense.
Presencia en la atmósfera de núcleos de condensación.
Enfriamiento a causa de la condensación.

CRISTAL DE NIEVE

El tipo de cristal es dependiente de la temperatura

Patrón de crecimiento de los cristales de nieve
c-axis
a-axis
a-axis

CRECIMIENTO DE UN CRISTAL

TIPO DE CRISTALES

TIPO DE CRISTALES
AGUJAS

TIPO DE CRISTALES
AJUGAS

TIPO DE CRISTALES
COLUMNAS TAPADAS

TIPO DE CRISTALES
PLATO

TIPO DE CRISTALES
ESTRELLA

TIPO DE CRISTALES
CRISTAL
REMED

CLASIFICACIÓN DE TIPOS DE CRISTALES DE NIEVE

Plaquetas: De formas planas y normalmente hexagonales.
Estrellas: Formas estrelladas con seis ramas.
Columnas: Barritas cilíndricas o trapezoidales.
Agujas: Formas de aguja que pueden cruzarse.
Dendritas: Estrellas tridimensionales, no planas.
Columnas entre plaquetas: Unión entre ambas formas.
Partículas irregulares: Cristales sin una forma concreta.
Nieve granulada: Granizo menudo y blando.
Gránulos de hielo: Granizo menudo y compacto.
Granizo: Bolas de hielo duro.

MANTO DE NIEVE
Características

Tamaño de grano
Contenido de agua
Estructura termal
Metamorfismo de la nieve

CARACTERISTICAS DEL MANTO DE NIEVE
¿Qué es el manto de nieve?
Medio poroso
Hielo + aire (+ agua líquida)
Generalmente compuesto de diferentes capas de tipos de nieve
Más o menos homogéneo dentro de una capa de nieve
Hielo está en forma de cristal y granos unidos entre si
Forman algunas texturas que tienen mayor resistencia

Atributos generales del tipo de grano
Apariencia:
solido, hueco, quebradizo, parcialmente fundido, redondeado, angular
Superficie:
Caras redondeadas, angulosas o estriadas.
Interconexión:
unidos, no unidos, tamaño, unión, agrupados, número de uniones por grano, textura orientada

TIPO DE GRANOS EN EL MANTO DE NIEVE
Rime on Plate Crystal
Early Rounding
Faceted Growth
Early Sintering (Bonding)
Wind-Blown Grains
Melt-Freeze with
No Liquid Water
Melt-Freeze with
Liquid Water
Faceted Layer Growth
Hollow, Faceted Grain
(Depth Hoar)

Tamaño del grano
Tamaño promedio de los granos del manto de nieve
Se mide la mayor extensión en mm
Termino
Tamaño (mm)
Muyfino
< 0.2
Fino
0.2 - 0.5
Medio
0.5 - 1.0
Grueso
1.0 - 2.0
Muygrueso
2.0 - 5.0
Extremo
> 5.0

Contenido agua del manto de nieve
Humedad, Porcentaje por volumen
Termino
Rangoaproximado
Seco
0%
Húmedo
<3%
Mojado
3-8%
Muymojado
8-15%
Slush
>15%

Gradiente diario de
temperatura

Metamorfismo* de la nieve
Transformaciones debido al efecto de acciones
mecánicas sobre los cristales de hielo, y de
acciones dinámicas en el interior del manto
de nieve (Hill y Johston, 2007).

Cambios en la morfología de los granos es función de la temperatura y presión
Factores que cambian por el metamorfismo
densidad -- tensión
porosidad -- conductividad termal
reflectividad
de la energía
radiativa

Metamorfismo del Manto nivoso (o de la nieve).
¿Porque nos importa esto?
Nos interesa saber como están unidas las capas de nieve unas a otras. Una cohesión débil entre las capas o entre una capa y el suelo podría perfectamente provocar un alud(Hill y Johston, 2007).

Dos tipos de metamorfismo:
Seco
No hay agua líquida presente
Temperatura menor que 0oC
Estado sólido en equilibrio con vapor
Húmedo
Agua líquida presente
Temperatura igual a 0oC (usualmente)

Metamorfismo Seco:
Generado por movimiento de vapor de agua en los poros
Movimiento de vapor es generado por gradiente de presión, controlado por:
temperatura: presión de vapor de saturación depende de la temperatura; áreas más calientes pueden tener mayor vapor que áreas frías
radio de curvatura: como la curvatura es una parte particular del grano de nieve; si incrementa el radio de curvatura, incrementa densidad de vapor
Tamaño de grano: decrece tamaño de grano, incrementa radio de curvatura, incrementa densidad de vapor

Dos tipos de Metamorfismo seco:
Equitemperatura (ET)
Destructivo – destruye estructura cristalina
Gradiente de Temperatura (TG)
Constructivo - construye granos

ET Metamorfismo seco:
Reduce superficie a razón de volumen, por eso aumenta densidad (llena poros)
Incremento de resistencia estructural (construye uniones)
Redondea granos de nieve

TG Metamorfismo seco:
Construye granos angulares, con pobre uniones
Resistencia disminuye, densidad decrece
Gradiente de temperatura igual o mayor a 10oC/m
Densidad de la nieve menor 350 kg/m3
Mantener suficiente flujo de vapor

Metamorfismo de nieve húmeda:
Agua líquida en manto de nieve
Actúa como:
Pequeños granos son destruidos
Grandes granos son redondeados
Fundimiento y congelamiento da como resultado uniones de granos mayores

Contenido agua del manto de nieve
Humedad, Porcentaje por volumen

Metamorfismo de hielo – deshielo
Acá el agente es el agua liquida. Ya sea que proceda del calor exterior (acción solar o alta temperatura ambiental), o de la condensación y de la precipitación interna.
El hielo se forma cuando una fase líquida está presente.
Esta transformación es frecuente en primavera, pero también lo encontraremos en las laderas soleadas en invierno. Así, es fácil que encontremos hielo en invierno en las laderas norte y en las sur encontremos nieve polvo poco transformada.
En cualquier caso, la consistencia y estabilidad de un manto que ha sufrido este metamorfismo es máxima por la noche y en las primeras horas de la mañana. Al medio día y por la tarde será todo lo contrario: existirá un alto riesgo de avalanchas de fusión. El agua que fluye con relativa abundancia llega fácilmente a los niveles inferiores del manto de nieve, donde horadará los anclajes de la misma, o lubricará la superficie del suelo, facilitando su desprendimiento.

En cualquier caso, la consistencia y estabilidad de un manto que ha sufrido este metamorfismo es máxima por la noche y en las primeras horas de la mañana. Al medio día y por la tarde será todo lo contrario: existirá un alto riesgo de avalanchas de fusión. El agua que fluye con relativa abundancia llega fácilmente a los niveles inferiores del manto de nieve, donde horadará los anclajes de la misma, o lubricará la superficie del suelo, facilitando su desprendimiento.

Transformaciones por viento
Rasgo principal del manto nivoso en montaña y en algunos casos es fundamental para la formación de avalanchas.
Mecanismos de transporte
Rodado: supone un movimiento tipo arrastre de partículas a lo largo de la superficie.
Salto: cuando las partículas caen a lo largo de la superficie formando una capa de unos 10 cm de altura de nieve.
Suspensión: es causada por remolinos turbulentos que levantan partículas hasta decenas de metros por encima de la superficie.

Transformaciones por viento

Bibliografía
Luca, Rodrigo. 2008.Avalanchas de Nieve, Curso de Formación General. En:www.lapetus.uchile.cl/lapetus/archivos/1224527187Avalanchas.pps
Ricart y Veres y col. 2004. “Frío y Montaña”. Ed. Desnivel.
Hill y Jonston. 2007. “Técnicas de Montaña. Manual practico para monitores y guías”. Ed. Desnivel.
Escuela Nacional de Montaña (ENAM). “La Nieve”.

Muchas Gracias.