Nivologia I
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CURSO DE TECNICAS INVERNALES
Nivología I
Sergio Miranda C.
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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)
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CICLO DEL AGUA
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• 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.
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• 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.
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FORMACIÓN Y CAÍDA DE NIEVE
• Nubes y formación de nubes
• Formación de cristales de nieve
• Propiedades de los cristales
• Formación de la precipitación
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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.
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CRISTAL DE NIEVE
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El tipo de cristal es dependiente de la temperatura
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Patrón de crecimiento de los cristales de nieve
-20 -15 -10 -5 0
tem p era tu re (d eg rees C )
100% p lan ar
100% co lu mn ar
p r ism
face
b asa l
p lan e
a-axis c-axis a-axis
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CRECIMIENTO DE UN CRISTAL
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TIPO DE CRISTALES
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TIPO DE CRISTALES
AGUJAS
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TIPO DE CRISTALES
AJUGAS
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TIPO DE CRISTALES
COLUMNAS TAPADAS
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TIPO DE CRISTALES
PLATO
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TIPO DE CRISTALES
ESTRELLA
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TIPO DE CRISTALES
CRISTAL
REMED
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CLASIFICACIÓN DE TIPOS DE CRISTALES DE
NIEVE
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CLASIFICACIÓN DE TIPOS DE CRISTALES DE
NIEVE
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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.
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MANTO DE NIEVE
Características
•Tamaño de grano
•Contenido de agua
•Estructura termal
•Metamorfismo de la
nieve
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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
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• 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
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TIPO DE GRANOS EN EL MANTO DE NIEVE
Rime on Plate Crystal Early Rounding Faceted Growth Early Sintering (Bonding)
Wind-Blown Grains Melt-Freeze withNo Liquid Water
Melt-Freeze withLiquid Water
Faceted Layer Growth Hollow, Faceted Grain(Depth Hoar)
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CARACTERISTICAS DEL MANTO DE NIEVE
• Tamaño del grano
– Tamaño promedio de los granos del manto de nieve
• Se mide la mayor extensión en mm
Termino Tamaño (mm)
Fino
Medio
Grueso
Muy grueso
Extremo
Muy fino < 0.2
0.2 - 0.5
0.5 - 1.0
1.0 - 2.0
2.0 - 5.0
> 5.0
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CARACTERISTICAS DEL MANTO DE NIEVE
• Contenido agua del manto de nieve
– Humedad, Porcentaje por volumen
Termino
Húmedo
Mojado
Muy mojado
Slush
Seco
Rango aproximado
<3%
3-8%
8-15%
>15%
0%
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• Gradiente diario de
temperatura0 -5 -10
0
20
40
60
80
100
120
140
Tem perature (oC )
Even ingD ay
Tem pera ture
P rofile
Snow Surface
Snow Pack
G round Surface
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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).
![Page 32: Nivologia I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022032419/55a2a7d61a28abfe788b46a2/html5/thumbnails/32.jpg)
Metamorfismo de la nieve
• 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
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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).
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Metamorfismo de la nieve
• 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)
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Metamorfismo de la nieve
• 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
![Page 36: Nivologia I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022032419/55a2a7d61a28abfe788b46a2/html5/thumbnails/36.jpg)
Metamorfismo de la nieve
• Dos tipos de Metamorfismo seco:
– Equitemperatura (ET)
• Destructivo – destruye estructura cristalina
– Gradiente de Temperatura (TG)
• Constructivo - construye granos
![Page 37: Nivologia I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022032419/55a2a7d61a28abfe788b46a2/html5/thumbnails/37.jpg)
Metamorfismo de la nieve
• 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
![Page 38: Nivologia I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022032419/55a2a7d61a28abfe788b46a2/html5/thumbnails/38.jpg)
Metamorfismo de la 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
![Page 39: Nivologia I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022032419/55a2a7d61a28abfe788b46a2/html5/thumbnails/39.jpg)
Metamorfismo de la nieve
• 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
![Page 40: Nivologia I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022032419/55a2a7d61a28abfe788b46a2/html5/thumbnails/40.jpg)
CARACTERISTICAS DEL MANTO DE NIEVE
• Contenido agua del manto de nieve
– Humedad, Porcentaje por volumen
![Page 41: Nivologia I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022032419/55a2a7d61a28abfe788b46a2/html5/thumbnails/41.jpg)
• 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.
![Page 42: Nivologia I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022032419/55a2a7d61a28abfe788b46a2/html5/thumbnails/42.jpg)
• 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.
![Page 43: Nivologia I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022032419/55a2a7d61a28abfe788b46a2/html5/thumbnails/43.jpg)
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.
![Page 44: Nivologia I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022032419/55a2a7d61a28abfe788b46a2/html5/thumbnails/44.jpg)
Transformaciones por viento
![Page 45: Nivologia I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022032419/55a2a7d61a28abfe788b46a2/html5/thumbnails/45.jpg)
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”.
![Page 46: Nivologia I](https://reader030.fdocuments.es/reader030/viewer/2022032419/55a2a7d61a28abfe788b46a2/html5/thumbnails/46.jpg)
Muchas Gracias.