L’invenzione del parafulmine ha origine nel XVIII secolo grazie a Benjamin Franklin, politico e scienziato americano, che percependo la natura elettrica del fulmine, intuì anche che la sua pericolosità poteva essere ridotta se si riusciva ad attirarlo in un punto preciso in modo da canalizzarne l’energia per poi disperderla. Gli attuali impianti parafulmine sono basati ancora oggi su questa brillante intuizione dello scienziato americano e sono alla base del moderno concetto di messa a terra. L'idea di Franklin prese forma concreta grazie alle sperimentazioni condotte assieme al frate italiano, nonché fisico e matematico, Giovanni Battista Beccaria. Dopo innumerevoli tentativi, nel maggio 1752 fù collaudato con successo quello che si può definire il primo rudimentale parafulmine della storia.
La natura dei fulmini ed il parafulmine moderno
I fulmini sono fenomeni atmosferici generati dalle scariche elettriche provocate dalla differenza di potenziale tra le masse di nuvole e la Terra. Nonostante il potenziale elettrico del fulmine possa arrivare a centinaia di migliaia di Mega Watt il pericolo maggiore deriva dal calore che esso sprigiona più che dalla sua potenza. Infatti, nella maggior parte dei casi, questa energia viene dispersa nell’ambiente sotto forma di luce e calore, ma quando invece si abbatte su degli oggetti, come ad esempio il tetto di una casa, la probabilità che si verifichi un incendio è molto maggiore rispetto ad eventuali danni dovuti alla sua forza d’urto. Se il fulmine malauguratamente colpisce una persona la morte per folgorazione è certa. La funzione del parafulmine è quindi quella di attirare le scariche elettriche e convogliarle fino alla dispersione. Gli impianti attuali sono composti prima di tutto da uno o più captatori di energia, poi da un conduttore che fa scorrere, come fosse acqua, questa energia verso altri conduttori, detti dispersori, che vengono interrati in modo tale che l’energia venga scaricata al suolo. I captatori possono essere ad asta, ossia una o più aste metalliche posizionate in diversi punti sul tetto di edifici, oppure a maglia consistenti in una sorta di gabbia metallica fatta di piattine, o tondi di ferro o rame, posizionati tutti intorno all’edificio lungo delle linee rette. I moderni impianti prevedono anche che, nel quadro elettrico, sia installato un dispositivo di protezione dalle sovratensioni, detto SPD (surge protection device). Questo dispositivo interviene in caso di sovratensioni, come appunto quelle causate dai fulmini, che possono danneggiare o addirittura rovinare del tutto gli impianti elettrici interni. In generale quindi un impianto parafulmine è composto da un sistema di protezione esterno e da uno interno. Il primo ha lo scopo di intercettare i fulmini diretti sulla struttura e disperdere la corrente a terra. Il secondo serve a proteggere dai danni che possono derivare da scariche pericolose.
L’importanza delle condizioni ambientali
I fulmini vengono attratti dalla conformazione del terreno, dagli alberi, da linee elettriche, dalle zone umide. Per questo motivo la prima fase del lavoro richiede la conoscenza del comportamento dei fulmini in quella precisa zona. Ci sono zone dove il parafulmine non è strettamente necessario, esso è invece obbligatorio nei centri densamente abitati, negli edifici scolastici, in edifici ad alto rischio per la presenza di sostanze infiammabili o esplosive. Per garantire che l'energia venga scaricata correttamente, i dispersori a terra variano a seconda del tipo di suolo. Lo capacità elettrica è molto diversa se il terreno è ricco di sali minerali o se ci sono delle falde acquifere. Oltre al tipo di terreno la qualità della dispersione della carica elettrica dipende anche dalla messa a terra dell’impianto, determinata dal numero e dalla profondità dei picchetti di ferro posti nel terreno che collegano i fili di rame dei conduttori.
Disposizioni di Legge in materia
Pensare di costruire un parafulmine fai da te è molto pericoloso ed è proibito dalla legge, la quale impone che un impianto moderno debba essere realizzato e certificato da ingegneri o periti elettrotecnici abilitati. Sono molti gli elementi che bisogna conoscere per realizzare un impianto in totale sicurezza. La conoscenza delle caratteristiche atmosferiche e idrogeologiche ed informazioni dettagliate sull’andamento statistico dei fulmini nella zona individuata non hanno meno importanza di una specifica preparazione tecnica. Il riferimento normativo per installare un impianto parafulmine in sicurezza è la Norma CEI 64-8.
