Eccolo, il parafulmine in grado di guidare le scariche

I test effettuati sulla vetta del Säntis hanno dimostrato l’efficacia del parafulmine laser sviluppato da vari anni da un consorzio europeo comprendente alcune alte scuole romande. Il dispositivo è in grado di deviare il percorso delle saette per diverse decine di metri.

Questi fenomeni naturali a livello planetario provocano fino a 24’000 morti all’anno e danni per miliardi di dollari, ricorda l’Università di Ginevra in un comunicato.

Da quando Benjamin Franklin inventò il parafulmine nel 1752 – un’asta metallica conduttrice collegata a terra – i sistemi di protezione sono cambiati poco. Il parafulmine tradizionale rimane ancora oggi la protezione più efficace. Protegge un’area il cui raggio è approssimativamente pari alla sua altezza. Tuttavia, poiché l’altezza dei pali non può essere estesa all’infinito, questo sistema non è ottimale per siti sensibili che coprono una vasta area, come un aeroporto, un parco eolico o una centrale nucleare.

Rendere l’aria conduttrice

Per ovviare a questo problema, un consorzio guidato dall’Università di Ginevra e dall’École polytechnique di Parigi – in collaborazione tra gli altri con il Politecnico federale di Losanna e la Scuola universitaria professionale di ingegneria e di gestione del Canton Vaud – ha sviluppato un sistema di parafulmini laser denominato Laser Lightning Rod.

Generando canali di aria ionizzata, il Laser Lightning Rod ha guidato i fulmini lungo il suo fascio laser. Orientato come fosse un prolungamento di un parafulmine tradizionale, ne ha aumentato l’altezza e quindi la superficie protetta.

"Quest’aria ionizzata, chiamata plasma, diventa un conduttore elettrico", spiega Jean-Pierre Wolf, professore al Dipartimento di fisica applicata dell’Università di Ginevra. Il ricercatore lavora da vent’anni su questo dispositivo, che è "unico al mondo", dice a Keystone-Ats.

Il dispositivo del Laser Lightning Rod è largo 1,5 metri, lungo 8 e pesa oltre 3 tonnellate. È stato testato sulla cima del Säntis, a un’altitudine di 2’502 metri, sopra un’antenna trasmittente di 124 metri dell’operatore Swisscom, dotata di un parafulmine tradizionale. È una delle strutture d’Europa più colpite dalla folgore.

Il laser è stato attivato a ogni previsione di attività temporalesca tra giugno e settembre del 2021. L’area ha dovuto essere preventivamente chiusa al traffico aereo. L’obiettivo era quello di osservare se ci fosse una differenza con o senza il laser.

Efficace anche attraverso le nuvole

Ci è voluto quasi un anno per esaminare l’enorme quantità di dati raccolti. L’analisi, pubblicata sulla rivista Nature Photonics, dimostra che il Laser Lightning Rod è in grado di guidare i fulmini in modo efficace.

"Abbiamo scoperto, fin dal primo evento, che la scarica poteva seguire il fascio laser per quasi 60 metri prima di raggiungere l’antenna, aumentando così il raggio della superficie protetta da 120 a 180 metri", precisa Wolf. "E non c’è dubbio che possiamo fare molto meglio".

L’analisi dei dati mostra anche che il Laser Lightning Rod, a differenza di altri laser, funziona pure in condizioni meteorologiche difficili, bucando letteralmente le nuvole. Questo risultato era stato osservato in precedenza solo in laboratorio.

Consumo di energia ‘ragionevole’

Inoltre, dato che i lampi laser sono molto brevi, il consumo energetico del dispositivo è "ragionevole", dell’ordine di quello di una cucina economica elettrica, osserva il professore.

Per il consorzio si tratta ora di aumentare l’altezza d’azione del laser. L’obiettivo è di estendere di 500 metri un parafulmine di dieci.

Secondo Wolf, test su scala reale dovrebbero essere effettuati in collaborazione con i partner industriali del progetto. Cita, ad esempio, gli aeroporti particolarmente interessati dal problema dei fulmini o la base spaziale di Kourou, nella Guyana francese.