Chiariamo un concetto fondamentale: il parafulmine attira o respinge i fulmini?
Il parafulmine attira i fulmini.
Il parafulmine è un’asta verticale che termina in alto con delle punte dorate che sono in grado di ionizzare l’aria circostante per il potere dispersivo delle punte.
Viene così creata una via preferenziale, che il fulmine dovrebbe percorrere.
Il parafulmine viene collegato a terra con delle robuste corde di rame della sezione di almeno 50 mm2, cioè viene collegato ad un dispersore costituito da un tondino di acciaio rivestito di rame infisso in profondità nel terreno.
Se nella zona non ci sono altre possibilità migliori di scarica per il fulmine, esso va a scaricarsi sul parafulmine, dove trova una via facile per scaricarsi a terra e non fare danni alla struttura protetta.
Le cose però non sono così semplici.
Non sono pochi i campanili, protetti da parafulmine, che sono crollati, perché la scarica principale magari ha colpito il parafulmine e le scariche laterali hanno colpito la torre del campanile a metà facendola crollare.
Un fulmine è costituito da una ventina di scariche in rapida successione tra la terra e la nuvola.
La corrente di fulmine non consiste quindi di una sola scarica, ma di una ventina di scariche, che conferiscono al fulmine la caratteristica di corrente a impulsi.
La corrente di fulmine è attratta dalle capacità. Una protezione raffinata contro i fulmini consiste nel creare delle funi a raggiera su due piani a distanza variabile tra loro, poste in cima a copertura del tetto di una struttura da proteggere. Alle raggiere vengono collegate le calate, cioè le funi di rame che portano la corrente a scaricarsi sul dispersore.
Il parafulmine classico non viene più usato.
Un campanile si può proteggere realizzando un anello con corda di rame della sezione di 70 o 95 mm2, cui vengono collegate almeno due calate, cioè due corde di rame della sezione di 50 mm2, che a loro volta vengono collegate ai dispersori. Si realizzano altri due anelli, uno intermedio e un altro a livello del suolo.
Se la struttura da proteggere ha la forma di un edificio, allora la protezione più adeguata è la gabbia di Faraday.
Sul tetto si dispongono delle corde di rame o dei piatti di acciaio zincato della sezione di almeno 75 mm2, incrociati a formare delle maglie che coprono tutta la parte superiore della struttura.
A questa rete a maglie vengono collegate le calate, costituite da corde di rame o da piatti di acciaio zincato della sezione minima di 50 mm2. Le calate vengono collegate ai dispersori.
Il dispersore può essere costituito da tondini di acciaio rivestiti di rame interrati in profondità, o anche da un dispersore orizzontale, formato da corde di rame interrate ad oltre 60 cm di profondità.
A livello del suolo viene realizzato un collegamento orizzontale che collega tra loro tutte le calate.
Altri collegamento orizzontali vengono ripetiti a varie altezze sulle pareti laterali dell’edificio.
Sembrerebbe che il problema sia risolto e invece non è risolto un bel niente.
C’è un teorema di Cauchy, uno dei tanti, che dice che se il valore di un campo è costante alla sua periferia, all’interno il valore del campo è nullo.
Questo è il principio basilare della protezione mediante gabbia di Faraday.
Occorre fare attenzione che la corrente di fulmine non entri nell’edificio, perché in questo caso può prendere le strade più impensabili e fare seri danni.
In caso di temporale è bene chiudere porte e finestre per non creare correnti d’aria ionizzata che possono costituire percorsi per le correnti di fulmine.
Ma quando il fulmine colpisce la gabbia, a che distanza dalla gabbia si può essere tranquilli?
Un Regio Decreto del 1940 faceva riferimento al lato del quadrato equivalente alla maglia, cioè avente la stessa area della maglia.
Secondo questo criterio non sarebbero protette tutte le stanze situate in prossimità della maglia.
La normativa di buona tecnica fa riferimento alla probabilità di fulminazione.
I risultati non sono ottimali, perché ci sarebbero intere regioni, specie in pianura, le cui strutture sarebbero tutte auto protette e quindi la protezione non sarebbe necessaria.
C’è da osservare che, nonostante la norma dica di no, qualche fulmine da qualche parte si deve pur andare a scaricare.
La normativa, quindi, è da prendere con le molle.
Occorre valutare bene la situazione.
Se l’edificio è situato in aperta campagna, se vicino ci sono alberi molto alti, la protezione è necessaria.
Se si tratta di un edificio in città e vicino c’è una struttura metallica realizzata a traliccio abbastanza più alta, per es. una torre dei telefoni, allora è probabile che la fulminazione possa interessare la torre metallica e non l’edificio.
In questo caso la gabbia di Faraday non farebbe che attirare il fulmine, che potrebbe anche interessare l’edificio.
La protezione potrebbe in questo caso essere dannosa.
Occorre osservare e chiedersi: “Se dovesse cadere un fulmine, dove andrebbe a scaricarsi?”
Se ci sono valide vie alternative, allora la protezione può anche essere omessa.
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