La protezione contro le sovratensioni (2/23)

Il calore liberato dal processo di condensazione del vapore provoca un ulteriore riscaldamento dell'aria che è spinta nuovamente verso l'alto. Se l'aria è molto umida si ha la formazione di cumuli stratificati, un'enorme macchina termica che può raggiungere uno spessore di 12 km ad un'altezza da terra di circa 2 km. La turbolenza di queste correnti d'aria favorisce la separazione delle gocce d'acqua che si sono formate. La teoria della formazione delle cariche elettriche all'interno della nuvola non è stata ancora del tutto chiarita. L'elettrizzazione per strofinio è l'ipotesi più accreditata. Alle alte quote, quando la temperatura dell'aria scende al di sotto di 0 °C, le gocce d'acqua si trasformano in cristalli di ghiaccio. Sarebbero proprio gli urti tra gocce d'acqua e cristalli di ghiaccio a generare le cariche elettriche negative e positive che si formano nella nube (fig. 2.4).

Fig. 2.4 - Formazione delle cariche elettriche in una nube temporalesca

Le cariche elettriche di segno opposto che si sono formate si separano posizionandosi in parte verso l'alto (cariche positive costituite dai cristalli di ghiaccio) e in parte verso il basso della nube (cariche negative costituite dalle goccioline di acqua).
E' da questo momento che nella nuvola si formano i primi lampi (fig. 2.5).

Fig. 2.5 - Nella nube si manifestano i primi lampi

La rigidità dielettrica dell'aria che in condizioni ambientali ideali è di circa 3000 kV/m può abbassarsi notevolmente per la presenza di umidità e pulviscolo atmosferico. Anche l'intensità del campo elettrico che solitamente in condizioni di tempo sereno al suolo è di circa 0,12 kV/m può essere superata a causa di un aumento della concentrazione di cariche elettriche nella nuvola e a terra. In situazioni particolari con nubi elettricamente cariche questo valore può raggiungere i 15 kV/m (fig.2.6) e può essere ulteriormente amplificato da elementi in rilievo rispetto al suolo (fig. 2.7).

Fig. 2.6 - Valori del campo elettrico al suolo

Fig. 2.7 - Il campo elettrico è rafforzato dalla presenza di elementi in rilievo rispetto al suolo

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