I parafulmini sono stati usati per guidare i fulmini per secoli, ma ora gli scienziati hanno dimostrato qualcosa di un po’ più avanzato di un umile bastone di metallo. È stato dimostrato che irradiare un laser ad alta potenza nel cielo devia i fulmini, il che potrebbe portare a parafulmini laser che proteggono un’area più ampia da attacchi pericolosi.
Il fulmine è uno degli eventi naturali più energetici, scatenando milioni di volt in frazioni di secondo. Questo, naturalmente, può essere distruttivo, danneggiare edifici, tagliare l’elettricità, accendere incendi e causare feriti e morti.
Per secoli la nostra migliore difesa contro i fulmini è stato il parafulmine, un semplice bastone di metallo attaccato a edifici alti che attira l’elettricità e la guida in sicurezza a terra. Ma hanno una portata limitata: un parafulmine da 10 m può proteggere un’area di soli 10 m intorno a sé. Per proteggere un edificio grande come un aeroporto o un parco eolico richiederebbe parafulmini incredibilmente giganti.
RENDERE L’ARIA CONDUTTIVA
Ora, i ricercatori in Europa hanno dimostrato un nuovo sistema Laser più efficace. Il Laser Lightning Rod (LLR), come è stato battezzato, comporta l’irradiazione di un laser nelle nuvole durante una tempesta per determinare un percorso di minor effetto nel flusso di elettricità. “Quando impulsi laser ad altissima potenza vengono emessi nell’atmosfera, si formano dei flussi di luce molto intensa all’interno del raggio“, ha detto Jean-Pierre Wolf, ultimo autore dello studio. “Questi flussi ionizzano le molecole di azoto e ossigeno presenti nell’aria, che poi rilasciano elettroni liberi per muoversi. Questa aria ionizzata, chiamata ‘plasma’, diventa un conduttore elettrico”.
PROVE A 2500 M DI ALTEZZA
Per dimostrare il concetto, gli scienziati hanno sviluppato un nuovo sistema laser con una potenza media di 1 kW, che pulsa circa 1.000 volte al secondo mentre rilascia un Joule di energia per impulso. L’impianto è stato allestito sulla cima del Säntis, nelle Alpi svizzere, vicino a una torre che attira circa 100 fulmini ogni anno.
Tra giugno e settembre 2021, il team ha testato il sistema durante le tempeste che hanno spazzato l’area. Il laser è stato proiettato nel cielo vicino alla cima della torre, per intercettare il fulmine prima che raggiungesse il parafulmine regolare della torre. Durante quell’estate, quattro fulmini colpirono la torre mentre il laser era acceso. “Dal primo evento abbiamo scoperto che la scarica potrebbe seguire il raggio per quasi 60 m prima di raggiungere la torre, aumentando così il raggio della superficie di protezione da 120 m a 180 m “, ha detto Wolf.
L’idea di utilizzare i laser come parafulmini è in circolazione da molto tempo e si è dimostrata promettente negli esperimenti di laboratorio, ma il team afferma che questa è la prima volta che viene collaudata nel mondo reale. Altri scienziati hanno proposto che il ricorso a sistemi con strutture in grafene potrebbero essere forse ancora più efficaci ma richiedono una progettazione ancora troppo complessa. L’obiettivo finale del progetto LLR è quello di utilizzare un laser per estendere l’influenza di un parafulmine di 10 m fino a 500 m, dice il team.
La ricerca è stata pubblicata sulla rivista britannica Nature Photonics.
Testo e immagini interne courtesy Giovanni Caprara
Foto di apertura di Mélody P su Unsplash
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