parafulmine

Sistema di protezione, degli edifici e degli oggetti, dalle scariche atmosferiche. La sua invenzione è dovuta a B. Franklin (1753) che propose l’uso di una lunga asta metallica, terminante con un fiocco di punte, installata verticalmente sulla costruzione o sull’oggetto che si vuole difendere dal fulmine e collegata alla terra mediante opportuni conduttori (spandenti) che favoriscono la dispersione della scarica elettrica. Il principio fisico alla base dell’uso di un tale dispositivo consiste nella marcata deformazione da parte dell’asta delle superfici equipotenziali del campo elettrico atmosferico, che vengono ad addensarsi nelle vicinanze della punta dando luogo a un forte aumento locale dell’intensità del campo; questo fatto provoca, per il cosiddetto potere disperdente delle punte, la ionizzazione dell’aria che convoglia verso l’asta la scarica atmosferica. La protezione offerta dal p. consiste quindi in una deviazione del percorso del fulmine in modo che esso venga a colpire solo l’asta (detta captatore), che lo scarica a terra senza danni per l’ambiente circostante.

fig.

Si definisce raggio di captazione r (v. fig.) di una struttura a, la distanza alla quale una scarica atmosferica discendente di corrente I viene captata dalla struttura stessa che rispetto al terreno circostante ha una altezza h; la sua espressione è la seguente: r=0,175I^0,8h, dove r e h sono espressi in metri e la corrente I in chiloampere. I punti dello spazio circostanti il p. che distano dal canale di fulmine c più della distanza r′del captatore non possono essere colpiti dalla scarica atmosferica, che avviene invece verso il p. o verso il suolo. Si è però visto, attraverso diversi studi, che tanto più è grande la carica contenuta nel canale discendente di una scarica atmosferica, tanto prima si raggiunge sulla struttura il valore di campo critico. Ciò significa che a parità di altezza della struttura, le scariche atmosferiche di corrente più elevata sono deviate su di essa a una distanza maggiore che non quelle deboli. Si preferisce pertanto il cosiddetto sistema a gabbia di Faraday, costituito da una rete di conduttori che avvolge tutto l’edificio; la rete è munita, nei punti più elevati, di gruppi di punte ed è collegata a tutte le masse metalliche più importanti, restando in permanente collegamento elettrico con la terra.