INTRODUCCIÓNLa mayoría de nosotros tenemos la idea que el

manto nivoso es una masa homogénea que cubrenuestras montañas en época invernal. Pero el mantonivoso es mucho mas que eso, en el mismo instanteque la nieve cae empieza a transformarse según lascondiciones climatológicas, esto hace que el mantonivoso esté formado por varias capas de diferentescaracterísticas físicas y por varios tipos de cristalesde nieve. La observación de estas capas y cristalespuede constituir una practica de campo muy intere-sante.

El artículo se ha estructurado en dos partes: unaprimera de carácter teórico en la que se explica elconcepto de gradiente de temperatura, la formaciónde la nieve y sus transformaciones (metamorfis-mos); y una segunda parte práctica en la que se ex-ponen una serie de técnicas sencillas para la correc-ta observación de diferentes parámetros de la nievecomo la dureza, densidad, tipo de grano, etc. Estapráctica es una simplificación de las observacionesque realizan los nivólogos para hacer la prediccióndel riesgo de aludes, los parámetros que en ella seobtienen sirven para estimar la estabilidad del man-to nivoso.

FORMACIÓN DE LA NIEVE EN LAS NUBESLas nubes están formadas por minúsculas gotas

de agua. Cuando la temperatura del aire, de la nubesaturada, desciende hasta los -12ºC se forman pe-queños cristales hexagonales de hielo llamados gér-menes, que cristalizan alrededor de partículas ensuspensión que se encuentran dentro de la nube.

Los gérmenes son el inicio de los cristales denieve, éstos van incrementando su tamaño absor-biendo vapor de agua, la forma del cristal de nievedependerá fundamentalmente de la temperatura dela nube (figura 1):

• Si la nube tiene una temperatura de entre –6 y–10ºC el cristal crecerá a lo largo de su eje C,es decir crecerán más las caras grandes for-mando una columna.

• Si la temperatura está comprendida entre –10y –15ºC los cristales de nieve crecerán a lolargo de su eje A, es decir se desarrollan maslas caras pequeñas formando plaquetas.

• Si la temperatura está entre –15 y –20ºClos cristales de nieve crecen siguiendo lasaristas formando las conocidas estrellas denieve.

179Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, 2002. (10.2) 179-184I.S.S.N.: 1132-9157

EL MANTO NIVOSO, UNA CAJA DE SORPRESASThe snow cover, a surprise box

Montserrat Mases y Marta González*

RESUMENLa nieve, especialmente en las zonas de montaña y de clima continental, condiciona de forma muy impor-tante la vida cotidiana de las personas que en ellas residen y en cambio existe un desconocimiento gene-ral sobre sus propiedades y dinámica.En este trabajo proponemos una practica de campo sencilla para la observación del manto nivoso dise-ñada para ser adaptada a diferentes niveles de enseñanza. Se incluye también una introducción teóricaque nos servirá para entender las observaciones que realicemos en el campo.ABSTRACTThe snow determines, specially in the mountain and continental zones, the daily life of the persons who inthem reside in spite of this a general ignorance exists on its properties and dynamics.In this work we propose a simple practice of field for the observation of the snow cover designed to beadapted to different levels of education. There is included also a theoretical introduction that will serveus to understand the observations that we realize in the field.Palabras clave: manto nivoso, metamorfismo de la nieve.Keywords: snow cover, snow metamorphism.

EXPERIENCIAS E IDEAS PARA EL AULA

(*) CRECIT (Centre de recerca en Ciències de la Terra) c/ La Valireta núm. 5, Encamp. Principado de Andorra. crecit@andorra.ad

Cuando nieva sin viento y la temperatura ambien-te es inferior a –5ºC los cristales caen aislados y sedepositan en el suelo formando una nieve ligera (conuna densidad de alrededor de 50 kg/m3), se trata de latípica nieve en polvo tan agradable para esquiar.

Si por el contrario la temperatura ambiente estápróxima a los 0ºC los cristales ligeramente húme-dos se aglutinan formando los copos de nieve. Estosdan lugar a una nieve húmeda cuya densidad oscilaentre los 100 y 200 kg/m3.

Vemos pues, que durante la nevada, tenemosvarios cristales de nieve, que proporcionan al mantonivoso diferentes aspectos que a veces son fácilesde observar. Por ejemplo, hay nieve que cuando lapisamos deja la huella muy bien marcada, en cam-bio a veces es difícil hacer una huella, si con unosguantes intentamos hacer una bola de nieve a vecesla podremos hacer sin problemas y otras los crista-les se disgregaran y resultará imposible.

Pero eso no es todo, los cristales de nieve en elmomento que se depositan sobre el suelo empiezana transformarse. Los procesos de transformaciónson llamados metamorfismos de la nieve, según eltipo de “metamorfismo” que esté actuando obten-dremos un tipo de grano de nieve u otro. Veamoscuales son los diferentes metamorfismos.

EL METAMORFISMO DE LA NIEVENo debemos confundir el término metamorfis-

mo aplicado en geología el cual hace referencia alas transformaciones mineralógicas y/o estructura-les que sufren las rocas cuando son sometidas a

condiciones diferentes a las de su formación. En ni-vologia se aplica este término a todas las transfor-maciones de la nieve a partir del momento de su de-posición en el suelo, a temperatura ambiente concambios estructurales pero no mineralógicos.

GRADIENTE VERTICAL DE TEMPERATURAPara entender el concepto de metamorfismo es

necesario en primer lugar introducir el concepto degradiente vertical de temperatura (figura 2).

La temperatura en el seno del manto nivoso noes homogénea. En su parte inferior el manto nivosolimita con el suelo, éste debido al calentamiento es-tival y al flujo geotérmico se encuentra a 0ºC apro-ximadamente. En cambio su parte superior limitacon la atmósfera y ésta es quien condiciona su tem-peratura. Definimos el gradiente vertical de tempe-ratura como el descenso de temperatura (de abajo aarriba) por unidad lineal, se mide en grados Celsiuspor centímetro.

• Si el descenso de temperatura es inferior a0.005ºC/cm hablamos de gradiente débil.

• Si el gradiente vertical oscila entre 0.05ºC/cmy 0.2ºC/cm hablamos de gradiente medio.

• Y si es superior a 0.2ºC/cm entramos en lazona de gradiente fuerte.

Según el gradiente que actué en el manto nivosoy la presencia de agua líquida distinguimos variostipos de transformaciones o metamorfismos de losgranos de nieve.

METAMORFISMO DE LA NIEVE SECAMetamorfismo de gradiente débil

En este caso la diferencia de temperatura entreun punto del manto nivoso y otro es muy pequeña.Debido a las diferentes tensiones de vapor que hayen la superficie del grano, las partes que sobresalen

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Fig. 2: Cálculo del gradiente vertical de temperatu-ra del manto nivoso.

Fig. 1: La forma del cristal de nieve depende de sutemperatura de formación en la nube

subliman y el vapor de agua condensa en las partescóncavas, el resultado es la formación de granos fi-nos de un diámetro de 0,2 a 0,4 mm unidos muy amenudo por puentes de hielo (figura 3). La nieveutilizada para hacer iglus está compuesta por este ti-po de granos.

El metamorfismo de gradiente débil comporta unincremento en la cohesión de los granos y por tantouna tendencia a la estabilización del manto nivoso.

Metamorfismo de gradiente medioEn este caso cada grano de nieve tiene una tem-

peratura un poco más elevada que el grano que tie-ne justo por encima. La parte superior de los granosse sublima y el vapor de agua condensa en la basede los inmediatamente superiores. Se forman lasllamadas plaquetas o granos de caras planas (figu-ra 4) de un diámetro de 0,3 a 0,5 mm.

Este tipo de metamorfismo no es irreversible siel gradiente disminuye los granos de caras planaspueden transformarse en granos finos con lo que elmanto nivoso se estabiliza.

Metamorfismo de gradiente fuerteLa diferencia vertical de temperatura es muy

importante, los intercambios de vapor de agua en-tre los granos (de inferiores a superiores) son muyintensos. La sublimación de la parte superior delos granos y la condensación en su parte inferiores muy rápida. El resultado es la formación deunos granos llamados gobelets de forma piramidaly de un tamaño que oscila entre los 0,5 y 4 mm(figura 5).

Estos granos no tienen ninguna cohesión y pue-den constituir un buen plano de deslizamiento dealudes.

Los gobelets no pueden transformarse a granosfinos tan solo pueden transformarse por el meta-morfismo de la nieve húmeda.

METAMORFISMO DE LA NIEVE HUMEDA Afecta a la nieve que contiene agua en forma lí-

quida. Las partes convexas y los granos mas peque-ños funden, el agua formada envuelve los granos denieve mas grandes formando una película capilar quellena sus partes cóncavas. Esta fina película de aguahiela agrandando progresivamente los granos. Se for-man los llamados granos redondos de un tamañocomprendido entre los 0,3 y 0,2 mm (figura 6).

El agua intersticial proporciona una cohesión decapilaridad a los granos pero cuando su presencia esimportante desaparece este tipo de cohesión y elmanto nivoso se inestabiliza, produciendo los ca-racterísticos aludes de nieve húmeda.

181Enseñanza de las Ciencias de la Tierra, 2002 (10.2)

Fig. 3: Representación de los procesos que tie-nen lugar en el metamorfismo de gradiente débil,formación de los granos finos y puentes de hielo.

Fig. 5: Representación de los procesos que tie-nen lugar en el metamorfismo de gradiente fuerte,formación de gobelets..

Fig. 4: Representación de los procesos que tie-nen lugar en el metamorfismo de gradiente medio,formación de los granos de caras planas.

Si la capa de nieve húmeda se enfría el agua in-tersticial puede llegar a helar dando lugar a una ca-pa dura llamada costra de hielo.

El agua que contiene el manto nivoso puede te-ner su origen en la fusión de la nieve por incrementode la temperatura atmosférica, la incidencia directade los rayos solares o bien de una lluvia abundante.

VAMOS AL CAMPOSi realizamos una practica de observación del

manto nivoso, es posible que tengamos que des-plazarnos a zonas que puedan comportar algún pe-ligro, ya sea por accesibilidad o por riesgo de alu-des. No pretendemos aquí dar consejos deseguridad en montaña pero os animamos a consul-tar las páginas web dedicadas a este tema como lasrealizadas por el ICC (Institut Cartogràfic de Cata-lunya, http://www.icc.es/ allaus/home.html) o delCRECIT (Centre de Recerca en Ciències de la Te-rra, http://www. iea.ad/crecit/index2.html).

UNA PRIMERA VISIÓN DEL MANTO NIVOSOComo hemos visto el manto nivoso no es una

capa blanca homogénea, vamos a ver que está for-mado por capas de diferentes colores, durezas y ti-pos de granos de nieve (figura 7). Para ello con ayu-da de una pala haremos una zanja hasta el suelo enel manto de 1 m2 de superficie. La pared de la zanjaque queda al abrigo de los rayos solares nos servirápara realizar las observaciones, ésta debe ser com-pletamente vertical. Ya a simple vista observaremoscomo hay varias capas de diferentes tonos de blancoy si tenemos suerte podemos ver alguna capa rojizapor la presencia de arcilla.

MEDIDA DE LA DUREZA DE LA NIEVELos diferentes estratos del manto nivosos pre-

sentan durezas diferentes dependiendo de los gra-nos de nieve que los forman y de la cohesión entreellos. La medida de la dureza se realiza de formacualitativa con herramientas muy sencillas: la ma-no, un lápiz, y un cuchillo.

Para cada una de las capas del manto, en primerlugar intentaremos introducir horizontalmente elpuño, si la nieve no nos lo permite lo intentaremoscon cuatro dedos, si no con uno, si no con la partetrasera de un lápiz y por último si no hemos podidolo intentaremos con el filo de un cuchillo. La durezaque se le asigna a cada capa es la que aparece en lasiguiente tabla.

MEDIDA DE LA HUMEDAD DE LA NIEVELa humedad se mide de forma cuantitativa con

unos sensores llamados TEL que pueden comprarseen algunas tiendas especializadas, pero puede me-dirse también intentando hacer una bola de nievecon la mano, eso si cubierta con un guante. Cuantomás fácil es hacer la bola mayor será la humedad dela nieve. Para cada una de las capas del manto nivo-so puede hacerse este ensayo. La tabla1 muestrauna clasificación de la nieve según su humedad apartir de éste sencillo ensayo.

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Fig. 7: La zanja nos permitirá observar los di-ferentes horizontes del manto nivoso.

Si puedo La nieve es Y le asignopenetrar unala capa con dureza deEl puño Muy blanda 1Cuatro dedos Blanda 2Un dedo Poco dura 3Un lápiz Dura 4Un cuchillo Muy dura 5

Fig. 6: Representación de los procesos que tie-nen lugar en el metamorfismo de nieve húmeda,formación de los granos redondos.

Cálculo del gradiente de temperaturaPara ello necesitamos un termómetro de los que

se usan en los congeladores caseros. Mediremosprimero la temperatura de la superficie del mantonivoso, para ello introduciremos horizontalmente eltermómetro en la pared a la sombra de la zanja adiez centímetros por debajo de la superficie. En se-gundo lugar mediremos la temperatura de la nieveque toca al suelo de la misma manera. Mediremos

también la altura de la zanja que hemos realizado.Con estos tres datos podemos calcular el gradientede temperatura para el conjunto del manto nivosotal como hemos visto anteriormente. El mismo pro-cedimiento lo podemos utilizar para calcular el gra-diente de temperatura de cada una de las capas,práctica interesante puesto que normalmente cadacapa tiene su propio gradiente.

Hechas estas medidas podemos proponernos di-ferentes cuestiones.

• ¿Por que la temperatura de la nieve del sueloes próxima a los 0º C?

• ¿Que tipo de metamorfismo está actuando ennuestro manto nivoso?

• A iguales temperaturas ¿como variaría el gra-diente (y por tanto el tipo de metamorfismo)si el manto nivoso fuese más delgado?

• ¿Y si fuese más grueso? • Con el gradiente de temperatura medido ¿que

tipo de grano de nieve podemos esperar?

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Foto 1. Medida de la dureza de la nieve. Este deberealizarse siempre con el guante puesto. En la foto-grafia vemos que el observador puede introducirlos cuatro dedos, por lo tanto la capa tiene una du-reza de 2 es blanda.

Foto 2. Medida de la humedad de la nieve. El ob-servador ha podido hacer una bola pero no tienelos guantes húmedos, por lo tanto la nieve es pocohúmeda tiene una humedad de 2. Observar tambiénen esta diapositiva como en la parte trasera, en lacata realizada se ven perfectamente las distintascapas del manto nivoso.

Puedo hacer una bola de nieve? Tipo de nieve Le asigno un valor de humedad No puedo hacer una bola, la nieve se disgrega totalmente Nieve seca 1Hago fácilmente la bola de nieve, los guantes están secos Nieve poco húmeda 2Hago una bola que deja los guantes húmedos Nieve húmeda 3Hago una bola que al apretarla gotea agua Nieve mojada 4Hago una bola mezcla de agua y nieve Nieve muy mojada 5

Tabla 1.

Observación de los granos de nievePara hacer esta práctica necesitamos una lupa

de 8 o 10 aumentos y la plantilla que os facilitamosen la figura 8, se aconseja plastificar la plantilla ocubrilca con un portafolios transparente.

Para cada una de las capas del manto seguire-mos el mismo procedimiento, cada observación nopuede durar más de 10 segundos puesto que los gra-nos de nieve aislados se transforman muy rápida-mente. Con ayuda de un cuchillo pondremos losgranos de nieve encima de la plantilla, intentandono deformarlos, ni calentarnos con nuestras manos.Los observaremos con la lupa, comparándolos conlos dibujados en la plantilla.

¿Que preguntas nos hacemos?• ¿Que tipo de grano de nieve estamos observando?• ¿Que gradiente lo ha formado?• ¿Corresponde con el gradiente que hemos medido?• Si no coincide el tipo de grano de nieve con el

gradiente medido, ¿podría ser que los granos ob-servados se hubiesen formado en unas condicio-nes de temperatura diferentes a las actuales?

• Si habeis observado gobelets ¿que significa su ta-maño, si son grandes o pequeños?

LA DENSIDAD DE LA NIEVEPara realizar esta práctica necesitamos una bote-

lla de plástico de agua mineral y una balanza o di-namómetro.

En primer lugar recortaremos la botella, de maneraque nos quede un cilindro uniforme vacío por los ex-tremos, calcular el volumen de este cilindro es fácil.

En primer lugar pesaremos el cilindro de plástico.Introduciremos horizontalmente el cilindro en

una de las capas del manto nivoso intentando no alte-rar la nieve sobre todo al hacer la presión. Retirare-mos la nieve que queda por encima y por los ladosdel cilindro con el fin de poder sacarlo suavemente.

Pesaremos el cilindro con la nieve, a este pesole restaremos el medido inicialmente que corres-ponde al peso del plástico.

Con el peso de la nieve y el volumen del cilin-dro podemos calcular la densidad de la nieve.

Comparamos la densidad obtenida con la tablasiguiente:

• ¿Que tipo de nieve corresponde a la densidadobtenida?

• ¿Tienen todas las capas del manto nivoso lamisma densidad? Por qué?

• ¿La nieve tiene una densidad inferior al agua,a que es debido?

CONCLUSIONESTal como se desprende de la introducción teórica

como de los ejercicios prácticos, hemos tratado deexplicar la complejidad de un elemento tan común ennuestras vidas como es la nieve. La práctica propues-ta es interesante por su bajo coste y porque puede seradaptada a diferentes niveles educativos y asignaturas(Geología, Ciencias de la Tierra y Medio Ambiente,Física, etc.) puesto que introduce conceptos tales co-mo densidad, sublimación, condensación, cambiosmeteorológicos etc. Puede ser aplicable a partir detercero de ESO, de hecho actualmente se esta reali-zando en algunas facultades de geología profundizan-do más en los diferentes metamorfismos. Presenta el“inconveniente” de que debe realizarse forzosamenteen el campo puesto que es muy costoso reproducir lascondiciones naturales de la nieve en un laboratorio, yno existe ningún otro material que se pueda asimilar alos diferentes granos de nieve.

BIBLIOGRAFÍAAncey, C. (1998). Guide Neige et Avalanches,

Connaissances, Pratiques, Sécurité. P 335.ANENA(1995), La neige. Publications de l’école modernefrançaise. Colección BT Nature. P 39

Bonzom, G.; Rouillon, A. (1999). La neige et lavie, fiches pédagogiques. ANENA.

McClung, D.; Schaerer, P. (1996) Avalanchas.Ediciones SUA-Desnivel. P 305

Météo France (1993). Elements de nivologie. P 61.�

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Tipo de grano Densidad mediaen kg/m3Nieve reciente De 100 a 150Granos finos De 250 a 350Granos redondos De 350 a 450Gobelets De 250 a 350

Fig. 8: Plaqueta de identificación de la nieve.Para utilizarla se debe plastificar o introducir enun portafolios de plástico. Los cristales de nieve sedepositan sobre la zona de observación y se compa-ran con las fotografías para identificarlos.