De vorm van rotsen is een belangrijke factor bij het beoordelen van het risico op steenslag. Dit is de conclusie van een nieuwe studie van het Institute for Snow and Avalanche Research en ETH Zürich.

Rockfall is een zeer reële bedreiging in een Alpenland als Zwitserland. Om het gevaar op een bepaalde locatie te beoordelen en beschermende maatregelen te plannen, ingenieursbureaus gebruiken computermodellen om te berekenen hoe ver vallende stenen kunnen rollen. Echter, de modellen kunnen nog onvoldoende rekening houden met de mate waarin de massa, grootte of vorm van een rots beïnvloedt zijn beweging. Hiervoor zouden meetgegevens uit de echte wereld in de modellen moeten worden ingevoerd, maar tot nu toe waren dergelijke gegevens slechts sporadisch beschikbaar, omdat er geen systematische rockfall-studies waren uitgevoerd.

Eerste uitgebreide experimenten

Dat is nu veranderd nadat onderzoekers van het WSL Institute for Snow and Avalanche Research SLF en ETH Zürich meer dan vier jaar bezig waren met het uitvoeren van rockfall-experimenten. "Hierdoor hebben we de grootste set meetgegevens tot nu toe kunnen verzamelen, " zegt Andrin Caviezel, SLF-onderzoeker en hoofdauteur van de studie. De onderzoekers gebruikten kunstmatige rotsen in de vorm van betonblokken voorzien van sensoren, die ze van een helling rolden bij de Flüelapas in het Zwitserse kanton Graubünden. Ze vergeleken verschillende vormen en massa's, reconstrueerde de volledige trajecten en bepaalde snelheden, springhoogtes en uitloopzones (zie infobox). Ze hebben zojuist hun resultaten gepubliceerd in het wetenschappelijke tijdschrift Natuurcommunicatie .

Laterale spreiding

De belangrijkste bevinding is dat de richting waarin een steen rolt veel meer afhangt van zijn vorm dan van zijn massa. Terwijl kubusvormige rotsblokken recht de lijn van de grootste helling afdalen, wielvormige rotsen trekken vaak naar één kant weg en kunnen zo een veel groter gebied aan de voet van de helling bedreigen. "Hiermee moet rekening worden gehouden bij het beoordelen van gevarenzones, maar ook bij het bepalen van de locatie en afmetingen van steenslagnetten, " legt Caviezel uit. Omdat wielachtige rotsen met hun smalle kant tegen steenslagnetten botsen, hun energie is geconcentreerd op een veel kleiner gebied dan het geval is bij kubusachtige rotsen - dus beschermende netten moeten sterker zijn.

Meer realistische modellen

De gegevens worden nu ingevoerd in het RAMMS::ROCKFALL simulatieprogramma dat is ontwikkeld bij de SLF. Evenals rekening houdend met de vorm, het doel is om realistischer weer te geven hoe de snelheid van de rots wordt beïnvloed door de manier waarop deze de grond raakt en weerkaatst. "Hierdoor kunnen we een verbeterd programma aanbieden waarmee ingenieursbureaus betrouwbaardere berekeningen kunnen maken, ", zegt Caviezel. De dataset is ook beschikbaar op het EnviDat-platform, waar het vrij toegankelijk is voor andere onderzoeksgroepen. Ze kunnen het gebruiken om hun eigen algoritmen te kalibreren of om nieuwe, nauwkeurigere modellen die betere bescherming bieden tegen steenslag.