La fisica dei fulmini

Ogni giorno sulla  Terra ci sono in  media   43.000 temporali, circa  1.800 l’ora,  che producono circa 100 fulmini al  secondo, pari a più di 8  milioni di lampi che si abbattono sulla superficie terrestre, ogni giorno.

La fisica dei fulmini è ancora  abbastanza misteriosa, ma si può affermare con ragionevole  certezza che essi sono prodotti quando le nuvole acquisiscono una carica elettrica. La parte più bassa della nuvola è caricata negativamente e grazie al fenomeno dell’induzione il terreno vicino alla nube si carica  positivamente  generando  un campo elettrico  tra  la  nuvola  e la superficie terrestre interessata. 

A questo  punto la differenza di potenziale tra  la nuvola  e la terra raggiunge  decine di  milioni di volt, e tra  le due  parti  si genera un lampo di luce (una scarica elettrica). Contrariamente a quanto si pensi, i fulmini sono bidirezionali, ovvero vanno dalla nuvola  alla terra e dalla  terra alla nuvola.

Le correnti elettriche in un fulmine medio ammontano a circa 50.000 ampere mentre la potenza massima generata si aggira intorno ad un trilione di watt.  

Il tutto dura soltanto  per pochi microsecondi pertanto l’energia totale  rilasciata è quella  equivalente all’energia consumata da  una lampadina di 100 watt in un mese.  Ecco perché sarebbe inutile (al di la di ogni altra considerazione tecnica) cercare di raccogliere l’energia dei fulmini  per  utilizzi di tipo  civile.

L’energia del fulmine scalda l’aria fino a circa 20.000 gradi Celsius, tre volte la temperatura della superficie del nostro Sole.  Quest’aria super calda sbatte contro l’aria più fredda circostante provocando un’onda di pressione che da  vita ad un’onda sonora che viaggia attraverso l’aria (il tuono). L’onda  sonora  viaggia a circa un chilometro ogni tre  secondi e questo ci permette di calcolare  con sufficiente precisione quanto distante da  noi è caduto un fulmine.

Il fortissimo riscaldamento dell’aria causato da un fulmine provoca  inoltre il caratteristico sentore di freschezza   che ci capita di constatare soprattutto in campagna subito dopo un temporale. Si tratta dell’odore caratteristico dell’ozono una  specifica  forma molecolare dell’ossigeno costituito da tre atomi di questo elemento che viene prodotta durante il rilascio dei fulmini. 

Abbiamo già scritto in un post precedente cosa fare e cosa non fare se si è sorpresi da  una tempesta di fulmini. Se siamo sorpresi all’aperto, il posto probabilmente  più sicuro è l’automobile con tutti i finestrini ben chiusi. Grazie al cosiddetto effetto pelle  ovvero la tendenza di una corrente elettrica alternata a distribuirsi dentro un conduttore in modo non uniforme, la cui densità è maggiore sulla superficie ed inferiore all’interno, ci sono buone possibilità  di rimanere illesi nel caso si sia colpiti da  un fulmine. E’ lo stesso principio che salvaguarda gli aeroplani che mediamente vengono colpiti più di una  volta l’anno dai fulmini mentre  sono in quota.

Purtroppo le automobili moderne hanno sempre di più inserti in fibra di vetro che vanificano l’effetto pelle e rendono l’abitacolo altrettanto pericoloso quanto essere  allo scoperto.

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