Una foto scattata in Brasile ci offre nuove informazioni sui fulmini

I fulmini sono tra i più affascinanti (e pericolosi) prodigi di Madre Natura. Essi si formano a causa dell’attrito tra particelle di ghiaccio, gocce d’acqua e grandine, rilasciando cariche e creando polarità tra diverse regioni nuvolose.

Una foto scattata in Brasile ci offre ora nuove informazioni sui fulmini. Con una fotocamera ad alta velocità e la fortuna di trovarsi nel posto giusto al momento giusto, il fisico Marcelo Saba, ricercatore presso l’Istituto Nazionale di Ricerca Spaziale del Brasile (INPE), e il dottorando Diego Rhamon hanno ottenuto questa immagine unica dei fulmini che mostrano i dettagli dei collegamenti con gli edifici vicini. La foto è possibile vederla come immagine in evidenza dell’articolo.

L’immagine è così particolare che è apparsa sulla copertina del numero del 28 dicembre 2022 di Geophysical Research Letters (GRL) (una delle più importanti riviste scientifiche del settore) che presentava un articolo con Saba come primo autore. La ricerca di Saba su questo argomento è stata supportata da FAPESP .

Il commento di Saba sulla foto

Saba ha commentato la spettacolare immagine che appare sulla copertina di GRL con tali dichiarazioni: “L’immagine è stata catturata una sera d’estate a São José dos Campos mentre un fulmine caricato negativamente si stava avvicinando al suolo a 370 km al secondo. Quando era a poche decine di metri dal livello del suolo, i parafulmini e gli oggetti alti sulle cime degli edifici vicini producevano scariche positive verso l’alto, in competizione per connettersi al colpo verso il basso. L’immagine finale prima della connessione è stata ottenuta 25 millesimi di secondo prima che il fulmine colpisse uno degli edifici”. São José dos Campos è situato nello stato di San Paolo.

La fotocamera utilizzata da Saba

Saba ha usato una fotocamera che scatta 40.000 fotogrammi al secondo. Quando il video viene riprodotto al rallentatore, mostra come si comportano le scariche di fulmini e anche quanto possono essere pericolose se il sistema di protezione non è installato correttamente: sebbene ci siano più di 30 parafulmini nelle vicinanze, il fulmine non è collegato a loro ma a una ciminiera in cima a uno degli edifici. Ha specificato: “Un difetto nell’installazione ha lasciato l’area non protetta. L’impatto di una scarica di 30.000 ampere ha causato danni enormi”.

Dati da record!

In media, il 20% di tutti i fulmini comporta uno scambio di scariche elettriche tra le nuvole e il suolo. L’altro 80% si verifica all’interno delle nuvole. Quasi tutti i colpi che toccano il suolo sono scarichi da nuvola a terra. Si verificano anche colpi verso l’alto, ma sono rari e iniziano in cima a strutture alte come montagne, grattacieli, torri e antenne. I fulmini possono anche essere classificati come negativi o positivi a seconda della carica trasferita al suolo.

Saba al riguardo ha precisato: “I fulmini possono essere lunghi fino a 100 km e trasportare correnti fino a 30.000 ampere, equivalenti alla corrente utilizzata simultaneamente da 30.000 lampadine da 100 watt. In alcuni casi, la corrente può raggiungere i 300.000 ampere. La temperatura di un tipico fulmine è di 30.000 °C, cinque volte la temperatura della superficie del Sole”.

La nascita dei fulmini

Saba ha spiegato che i fulmini si formano grazie all’elettrificazione delle nuvole. Il meccanismo è poco conosciuto ma fondamentalmente comporta l’attrito tra particelle di ghiaccio, gocce d’acqua e grandine, rilasciando cariche e creando polarità tra diverse regioni nuvolose, con differenze di potenziale elettrico che vanno da 100 milioni di volt a 1 miliardo di volt.

Ha aggiunto: “Bisogna ricordare che le nuvole temporalesche sono strutture enormi. Il fondo è da 2 km a 3 km dal suolo, la parte superiore può raggiungere i 20 km di altitudine e il diametro può essere compreso tra 10 km e 20 km”. I fulmini si diramano mentre le cariche elettriche cercano il percorso di minor resistenza, piuttosto che il percorso più breve, che sarebbe una linea retta.

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