Il programma Laser Lightning Rod punta a sviluppare un avanzatissimo sistema di protezione dai fulmini "catturandoli" con la tecnologia laser
I fulmini sono tra i fenomeni naturali più pericolosi e imprevedibili. Ancora oggi i sistemi di protezione sono simili al parafulmine inventato da Benjamin Franklin, quasi tre secoli fa. Ma un gruppo di scienziati sta sviluppando una tecnologia basata sul laser che potrebbe neutralizzare questa minaccia.
100 fulmini all'anno: benvenuti sul Säntis
Il Säntis, con i suoi 2502 metri, è il monte più alto del gruppo dell'Alpstein, nelle Prealpi svizzere. Un luogo speciale per gli scienziati che studiano i fulmini, per via delle sue condizioni meteorologiche estreme. Qui si trova un osservatorio dotato di una rete di sensori che registrano costantemente dati su questo fenomeno naturale che può avere conseguenze catastrofiche. I fulmini uccidono ogni anno fra le 6 mila e le 24 mila persone in tutto il mondo, provocano blackout, danni agli apparecchi elettronici e incendi boschivi che costano miliardi di euro.
"Questa torre - ci spiega Marcos Rubinstein dell'Università di scienze applicate della Svizzera occidentale - ha una particolarità che la rende speciale in Europa occidentale, e forse nel mondo. È una torre che presenta il vantaggio di essere colpita regolarmente dai fulmini, almeno cento volte all'anno".
In questo modo, prosegue Rubinstein, gli scienziati possono "Misurare la carica elettrica che è trasferita dalla nuvola verso la terra. È come una scossa che colpisce una persona quando tocca una presa elettrica. Misuriamo la scossa che produce il fulmine, e questo ci permette di sapere quanta energia è trasferita dalla nuvola alla terra".
I fulmini generano anche campi elettromagnetici unici non solo in natura, ma anche nell'ambito dei fenomeni creati artificialmente. Si tratta di campi che coprono sostanzialmente l'intero spettro elettromagnetico, dalle frequenze più basse, radio e microonde, fino ai raggi X e gamma. Questi campi elettromagnetici vengono misurati per comprenderne i meccanismi fisici. "Questo - dice lo scienziato Farhad Rachidi, uno dei maggiori esperti nel campo - ci consente di convalidare i modelli teorici che stiamo sviluppando per simulare l'effetto del fulmine e proteggere le strutture da queste scariche".
Un sistema di protezione basato sul laser
L'obiettivo finale è infatti sviluppare un sistema di protezione dai fulmini. Gli scienziati del progetto europeo Laser Lightning Rod (Llr) stanno testando uno strumento basato sulla tecnologia laser in grado di scaricare la carica statica nelle nuvole prima che si formi il fulmine. "L'idea di controllare i fulmini con un laser non è recente - ci informa il coordinatore del progetto, Aurelien HOuard - . Nasce dal principio che grazie al laser è possibile proiettare energia a grande distanza. Noi vorremmo usare il laser per creare un percorso preferenziale per il fulmine, creare una sorta di guida attraverso l'aria grazie a impulsi laser molto potenti".
Nei test di laboratorio vengono riprodotti fulmini di uno o due metri, ma nel prossimo futuro lo strumento cercherà di gestire scariche reali, di lunghezze che vanno da centinaia di metri a qualche chilometro. Ma come "catturare" il fulmine una volta incanalato con il laser? "Installiamo un piccolo parafulmine accanto al nostro laser - risponde Houard -, e dirigiamo in quel punto il fulmine e tutte le scariche elettriche che recuperiamo dalla nuvola. Questo permette di proteggere il laser e di scaricare l'elettricità a terra".
Questo tipo di sistema, basato sull'utilizzo dei laser, potrebbe essere impiegato per proteggere installazioni particolarmente sensibili, come centrali elettriche, siti nucleari, aeroporti, piattaforme di lancio, ma anche in occasione di grandi assembramenti di persone.