Le automobili e la gabbia di Faraday

Fulmine

Gentile redazione ho un quesito scientifico da porvi.
In passato la mia auto è stata colpita da un fulmine e il principio della Gabbia di Faraday ha preservato la stessa e ciò che era all'interno dalla distruzione. Ora ho una curiosità, ho notato molte auto che hanno sistituito il tetto in lamiera da un massiccio tetto in vetro.

Ecco un esempio specifico:
http://i726.photobucket.com/albums/ww262/IlyaSpez/MyComply09/compy5.jpg
Le parti bianche, comunque, sono in lamiera classica.In una situazione del genre, vale ancora il principio di gabbia di Faraday? Se si, prchè?

massimo ambrosio
22 gennaio 2010
I fulmini sono intense scariche elettriche che avvengono sotto differenze di potenziale di molti milioni di Volt e caratterizzate da correnti che possono variare fra 2 e 200 KA.

La durata della scarica è nell’ambito dei millisecondi, ma l’intervallo fra una scarica e la successiva può essere breve, anche di decimi di secondo, dando luogo a scariche multiple variamente diramate su percorsi vicini.

I danni o gli effetti distruttivi di tali scariche sono dovuti agli effetti termici dell’alta intensità della corrente che attraversa i conduttori percorsi dalla scarica. Sono relativamente frequenti i casi di aerei in volo “colpiti” da un fulmine. La scarica percorre le lamiere di cui è fatto l’aereo, che essendo di alluminio sono buone conduttrici della corrente elettrica, senza che i passeggeri se ne rendano conto.

Per il fenomeno della “dispersione delle punte”, la scarica tende a scoccare fra la nuvola carica e oggetti conduttori dotati di punte o di spigoli aguzzi in contatto o in vicinanza del suolo, ma il fenomeno è così violento e soggetto a condizioni così bizzarre che la scarica principale o scariche secondarie possono avvenire anche verso oggetti di altra forma. Per esempio, se una scarica immediatamente precedente ha creato un canale di molecole ionizzate nell’aria, e questo canale, per esempio a causa del vento, ha derivato, esso può guidare una scarica immediatamente successiva verso punti che normalmente non sarebbero percorsi  dalla scarica.

Nel caso dell’automobile su cui verte la domanda, posso esprimere solamente una opinione dettata dall’intuito.
Nella maggior parte dei casi si può ritenere che il fulmine colpisca per esempio il bordo del cofano immediatamente sotto al parabrezza, o lo spigolo dell’alettone posteriore, o il bordo metallico del tettuccio trasparente.

In quest’ultimo caso la differenza di potenziale istantanea fra quel punto e parti interne della vettura può provocare scariche secondarie che possono attraversare le persone sedute dentro la vettura, con effetti gravi o letali. Questo anche per il fatto che la carrozzeria è di lamiera di acciaio relativamente sottile, che è un conduttore peggiore del rame o dell’alluminio, e che per la presenza della portiera e delle non perfette connessioni fra le varie parti della scocca la resistenza elettrica fra il bordo e la parte bassa vicino al suolo può non essere trascurabile.

In conclusione, penso che si possa dire solamente che tale macchina è relativamente  meno sicura di una automobile chiusa con scocca interamente metallica.

Ma c’è una possibilità: che cosa dice in proposito il costruttore dell’automobile? Sono stati eseguiti dei test sulla sicurezza di questa vettura in mezzo ad un temporale violento?
Fulmine Pegna

Nell'immagine si vede l'effetto della scarica di un fulmine sulla carrozzeria di un’automobile. Come si vede il danno non è poi così grave.  

Guido Pegna Dipartimento di Fisica, Università di Cagliari

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