Fulmini e vetro

Se un fulmine cade sulla spiaggia è possibile che si formi del vetro?
Matteo Privitera
20 ottobre 2004
I fulmini sono, come noto, fenomeni elettrici associati alla ionizzazione dell'aria conseguente alle grandi differenze di potenziale elettrico che possono realizzarsi tra corpi nuvolosi e suolo o tra due corpi nuvolosi.

Tipicamente, le distanze in gioco tra i due poli elettrici sono dell'ordine di alcuni chilometri e le differenze di potenziale sono comprese tra le decine e le centinaia di milioni di volt. Anche le correnti in gioco sono elevate, dell'ordine delle decine di migliaia di ampère, con potenze elettriche complessive a volte eccedenti il trilione di watt. Le energie sono tuttavia moderatamente piccole, dato che l'evento ha una durata assai ridotta (la scarica principale del fulmine dura una cinquantina di milionesimi di secondo, anche se l'intero processo ha una durata complessiva di un decimo di secondo).

Durante la scarica le temperature che si possono sviluppare sono estremamente elevate: il fulmine (cioè l'aria attraverso la quale ha luogo la scarica) raggiunge temperature dell'ordine dei 50000 °C e temperature molto elevate vengono raggiunte anche da quelle parti di suolo che sono coinvolte nel processo di scarica. Pertanto, anche se i fulmini tipicamente si scaricano su asperità (alberi, pali ecc.) è possibile che si verifichino (e sono stati in effetti osservati) processi di vetrificazione della sabbia associati alla caduta di fulmini. Più esattamente il rapido riscaldamento della sabbia, seguito da un più lento raffreddamento, può portare alla formazione di piccole scaglie vetrose nella zona intorno al punto di caduta del fulmine.

Per ulteriori approfondimenti il lettore può consultare i seguenti siti web (in inglese):

http://hyperphysics.phy-astr.gsu.edu/hbase/electric/lightning.html (una bella e semplice piccola enciclopedia della fisica accessibile gratuitamente)

http://www.lightning.org (sito ufficiale del Lightning Protection Institute)

http://www.nssl.noaa.gov/edu/ltg/ (informazioni generali sui fulmini a cura della National Oceanic and Atmospheric Organization)

Dario Narducci Dipartimento di Scienza dei Materiali, Università di Milano Bicocca

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