STEP #04- Il principio fisico

Il parafulmine si basa sull’idea che in caso di caduta accidentale di un fulmine sopra di un edificio, è meglio fare in modo che la scarica elettrica colpisca un punto predefinito in fase di progetto e che la corrente elettrica associata all’evento segua un cammino prestabilito, lontano da parti infiammabili o danneggiabili dell’edificio. In pratica il sistema asta-cavo conduttore-dispersore-terra costituiscono all’interno dell’edificio la via elettrica a minore resistenza elettrica presente e la corrente elettrica seguirà questa via piuttosto che un’altra. In caso di assenza di parafulmine la scarica elettrica potrebbe colpire parti incendiabili dell’edificio e provocare incendi, come è accaduto per molte cattedrali romaniche e gotiche prima della sua invenzione; infatti le cupole ed i campanili delle cattedrali costituivano le parti più alte delle cittadine ed i fulmini vi si scaricavano preferenzialmente.

Il parafulmine sfrutta il principio detto “delle punte” che si basa sulla legge fisica che minore è il raggio dell’oggetto conduttore, maggiore è il campo elettrico nelle vicinanze dell’oggetto. Dato che nei corpi non a simmetria sferica le cariche elettriche superficiali non sono distribuite in modo uniforme, per fare in modo che l’interno del conduttore il campo elettrico si annulli, queste saranno concentrate sulle punte (spigoli).

In questo modo nei pressi della punta conduttrice dell’asta del parafulmine si crea un campo elettrico che ionizza l’aria e che costituisce una via preferenziale di passaggio della corrente (minore resistenza) rispetto all’aria circostante. Quindi un fulmine che passi nelle vicinanze di un tetto di una casa e che sfiori nella sua traiettoria il parafulmine, viene attratto preferibilmente da questo, scaricandosi lungo il cavo conduttore ed arrivando al dispersore che provvede a disperderne il potenziale elettrico.

Così il fulmine segue la via preferenziale predefinita e non una potenziale via pericolosa per l’integrità dell’edificio. Il parafulmine non attrae i fulmini dalle nuvole, ma veicola quelli che si scaricano al suolo lungo un cammino preferenziale non dannoso.

In generale un parafulmine efficiente protegge un’area di raggio pari a circa cinque volte la sua altezza da terra. Per questo motivo le ciminiere ed i fumaioli industriali, essendo molto alti (50-100 m), avevano un’elevata capacità protettiva verso gli edifici sottostanti.

FONTI WEB: 

https://www.slideshare.net/dakar2/come-funziona-il-parafulmine

https://trucheck.it/fisica/10142-il-parafulmine-di-franklin-e-beccaria.html

https://www.vialattea.net/content/1849/