La protezione contro le sovratensioni (3/23)

3. Formazione e caratteristiche del fulmine

I fulmini sono un fenomeno di scarica elettrica che produce in tempi brevissimi correnti di intensità molto elevata. In funzione della direzione nella quale si propagano e della carica elettrica possono distinguersi in discendenti (quando hanno origine dalla nube) o ascendenti (quando hanno origine da strutture a terra), positivi o negativi (fig. 3.1).

Fig. 3.1. - Tipi di fulmine

3.1. Principio di formazione del fulmine

Per meglio chiarire il principio di scarica riferiamoci all'esempio di uno tra i fulmini più diffusi, il fulmine discendente (fig. 3.2).

1 - A causa dell'intenso campo elettrico e della rarefazione dell'aria il fulmine potrebbe avere inizio dalla parte bassa della nube. Inizia con una saetta che si propaga a zig-zag verso terra a sbalzi successivi di 30-50 m.
2 - La saetta influenzata dall'azione del campo elettrico si carica di particelle elettriche e favorisce la formazione di un canale ionizzato di forma ramificata.
3 - La scarica prosegue fino ad arrivare in prossimità del suolo. Il campo elettrico diventa così elevato da favorire fenomeni di effluvio (o scintille) finché uno di questi (canale di controscarica della lunghezza di alcune decine di metri) non entrerà in contatto col canale discendente.
4- Il contatto tra il canale discendente e di controscarica si manifesta come un arco elettrico molto luminoso (scarica di ritorno). Inizia lo scambio di cariche elettriche tra le nubi e il suolo mentre la rapida espansione dell'aria provocata dall'energia termica generata dal fulmine favorisce la formazione del tuono.
5 - Seguono una serie di altri archi di minore intensità (archi susseguenti) finché il fenomeno non si esaurisce.

Fig. 3.2. - Fasi della scarica di un fulmine negativo discendente

continua...