Quando arriva un temporale in montagna, la prima reazione è spesso cercare una lista di regole.
Cosa bisogna togliere dallo zaino?
Bisogna spegnere il telefono?
Gli oggetti metallici attirano i fulmini?
È utile isolarsi dal terreno?
Dove bisogna mettersi?
Sono domande comprensibili. Il problema nasce quando una regola viene memorizzata senza comprenderne il motivo. Una prescrizione apparentemente prudente può diventare una distrazione se porta a concentrarsi su un rischio secondario mentre si trascura quello principale.
È proprio da qui che parte la conversazione di questo episodio, il cui ospite è Il Prof di Montagna - Erik Viotti, insegnante di fisica e frequentatore della montagna da tutta la vita.
L’obiettivo non è costruire l’ennesimo elenco di istruzioni sui temporali. È provare a capire che cosa succede fisicamente quando nasce un fulmine, quali sono i meccanismi che determinano il rischio e perché alcuni dei luoghi comuni sulla sicurezza meritano di essere guardati con maggiore spirito critico.
Come nasce un fulmine?
Tutto comincia all’interno di un cumulonembo, la grande nube associata ai temporali.
Una nube nasce quando aria umida viene portata verso l’alto. Salendo, l’aria si raffredda e il vapore acqueo condensa formando goccioline.
In condizioni favorevoli il processo può autoalimentarsi. La condensazione libera calore, il calore favorisce ulteriormente la salita dell’aria e la nube può svilupparsi verticalmente fino a raggiungere quote molto elevate.
All’interno del cumulonembo le condizioni diventano molto più complesse rispetto a quelle di una normale nube.
Sono presenti contemporaneamente goccioline d’acqua sopraffuse e cristalli di ghiaccio. Le correnti verticali sono molto intense e fanno sì che queste particelle si muovano, si scontrino e interagiscano continuamente.
È proprio attraverso questi processi che si produce una separazione delle cariche elettriche.
Le particelle di ghiaccio e quelle di ghiaccio più pesante si comportano diversamente e la nube finisce per accumulare grandi quantità di carica elettrica in zone differenti.
Il risultato può essere immaginato come una sorta di enorme sistema elettrico naturale.
La nuvola e il terreno diventano un enorme sistema elettrico
La storia non riguarda però soltanto la nuvola.
Quando alla base del cumulonembo si accumula una forte carica negativa, gli elettroni presenti sul terreno vengono respinti. Questo fenomeno di induzione riguarda ciò che si trova sotto la nube: terreno, rocce, alberi, edifici e persone.
Il terreno assume quindi una distribuzione di carica opposta rispetto alla zona della nube.
Tra le due regioni si crea un campo elettrico molto intenso.
Ed è qui che entra in gioco una proprietà fondamentale dell’aria: normalmente è un isolante, ma non è un isolante perfetto.
L’episodio utilizza come riferimento una rigidità elettrica dell’aria secca di circa 3.000 volt per millimetro. In altre parole, per riuscire a far passare una scarica attraverso l’aria serve una differenza di potenziale enorme.
La differenza di potenziale associata a un temporale può diventare sufficientemente grande da permettere la formazione di percorsi ionizzati attraverso l’aria.
Ma il fulmine non nasce semplicemente come una scintilla che salta da una nuvola al terreno.
Il leader discendente: il fulmine prima del fulmine
Una delle parti più interessanti della conversazione riguarda il cosiddetto step leader, o leader discendente.
Dalla nube cominciano a svilupparsi piccoli canali ionizzati che avanzano a scatti e si ramificano.
Il processo è estremamente rapido e non è osservabile normalmente a occhio nudo. Le riprese ad alta velocità permettono però di vedere una struttura che ricorda già quella di un fulmine.
Questi canali sono costituiti da plasma, cioè gas fortemente ionizzato nel quale le cariche possono muoversi molto più facilmente.
Il leader discendente continua ad avanzare e a ramificarsi verso il terreno.
Ma non è necessariamente lui, da solo, a determinare il punto preciso dell’impatto.
Il leader ascendente e la scelta del punto di contatto
Quando il leader discendente si avvicina al terreno, il campo elettrico nella zona diventa estremamente intenso.
Da alcuni punti del terreno possono svilupparsi dei leader ascendenti.
Ed è qui che la geometria dell’ambiente diventa importante.
Un punto sopraelevato ha una posizione favorevole perché è più vicino alla nube. Un oggetto appuntito, inoltre, tende a concentrare maggiormente il campo elettrico nelle zone della punta.
Ecco perché elementi come cime, creste, campanili o strutture appuntite possono diventare punti particolarmente rilevanti nel processo.
Quando un leader discendente e uno ascendente si incontrano, viene creato il percorso attraverso cui può svilupparsi la scarica principale.
La corrente di ritorno è quella che produce il fulmine luminoso che percepiamo.
Quello che vediamo, quindi, è soltanto la parte finale di un processo molto più complesso.
Perché un fulmine può essere così pericoloso?
Il danno non dipende esclusivamente dal fatto di essere attraversati direttamente dalla corrente.
Durante l’episodio vengono discussi diversi possibili effetti.
Effetti elettrici
Il primo è ovviamente quello della corrente elettrica che attraversa il corpo.
La durata della scarica può essere estremamente breve, ma l’intensità è enorme.
Effetti termici
Nel canale di plasma vengono raggiunte temperature elevatissime. Il riscaldamento improvviso dell’aria contribuisce anche alla formazione dell’onda d’urto associata al fulmine.
Effetti meccanici
L’espansione rapidissima dell’aria può generare un’onda d’urto.
In ambiente montano questo diventa particolarmente importante. Un effetto meccanico non deve necessariamente significare una lesione elettrica diretta: può, per esempio, contribuire a far perdere l’equilibrio o l’appiglio a una persona che sta arrampicando.
La corrente di passo: quando il fulmine cade vicino
Un altro concetto fondamentale è quello della corrente di passo.
Immaginiamo che un fulmine colpisca un albero vicino.
La scarica deve comunque dissipare la propria energia nel terreno. La corrente si distribuisce intorno al punto di impatto creando differenze di potenziale tra punti diversi della superficie.
Se una persona ha i due piedi sufficientemente distanti, può trovarsi contemporaneamente su due punti caratterizzati da potenziali differenti.
La differenza può provocare il passaggio di corrente da un piede all’altro attraverso il corpo.
È questo il motivo per cui, in determinate situazioni, anche un fulmine che non colpisce direttamente una persona può provocare conseguenze.
Il fenomeno aiuta anche a comprendere perché la lunghezza del corpo può essere particolarmente importante per gli animali di grandi dimensioni.
Il metallo attira i fulmini?
Questa è una delle convinzioni più diffuse affrontate nell’episodio.
Secondo il ragionamento sviluppato nella conversazione, dire semplicemente che “il metallo attira il fulmine” è una spiegazione fuorviante.
Un oggetto metallico che si trova nello zaino e non sporge verso l’alto non diventa automaticamente il punto che determina la scarica.
La situazione cambia quando l’oggetto modifica la geometria del corpo.
L’esempio utilizzato è quello della picozza: se viene trasportata in modo tale da creare una punta sopra la persona, il problema non è semplicemente il fatto che sia di metallo. È la sua posizione e la sua forma a diventare rilevanti.
Lo stesso ragionamento viene applicato ai bastoncini da trekking quando vengono tenuti puntati verso l’alto.
Questa distinzione è importante perché cambia la priorità delle azioni.
Se una persona si trova su una cresta durante l’arrivo di un temporale, perdere tempo per eliminare gli oggetti metallici può essere molto meno importante che allontanarsi dalla posizione esposta.
E le collanine, gli orologi e i braccialetti?
Anche in questo caso l’episodio distingue due questioni diverse.
Il problema non è che una collanina o un orologio “attiri” il fulmine.
Se però una persona viene interessata da una corrente elettrica, un oggetto metallico a contatto con la pelle può riscaldarsi rapidamente e provocare ustioni.
Quindi una raccomandazione può avere un’origine pratica senza che la spiegazione comunemente associata sia corretta.
È una distinzione fondamentale: una regola può avere un senso, mentre la spiegazione con cui viene trasmessa può essere sbagliata.
Bisogna spegnere il cellulare durante un temporale?
Anche il telefono viene sottoposto allo stesso ragionamento.
Nella conversazione viene contestata l’idea che un normale telefono cellulare acceso aumenti significativamente il rischio di essere colpiti da un fulmine.
L’energia elettrica coinvolta in un temporale è enormemente superiore a quella associata al normale funzionamento del telefono.
Ma c’è anche un’altra considerazione pratica.
Un telefono acceso può essere utile per comunicare, per chiedere aiuto e, nei sistemi che lo consentono, per fornire informazioni di localizzazione.
Spegnendolo si rinuncia invece a queste possibilità.
La discussione non è quindi soltanto “il telefono attira o non attira il fulmine?”, ma anche: quale comportamento aumenta davvero le possibilità di gestire una situazione di emergenza?
L’isolamento dal terreno funziona?
Qui la fisica introduce un’altra distinzione importante.
L’isolamento dal terreno può avere un senso rispetto alla corrente di passo.
La posizione accovacciata con i piedi uniti riduce la distanza tra i punti di contatto con il terreno e quindi può ridurre la differenza di potenziale a cui il corpo viene sottoposto.
Nella conversazione vengono citati anche materiali isolanti come una corda asciutta o un materassino in gommapiuma.
Ma questo non deve essere interpretato come una protezione assoluta.
Se una persona è ancora esposta e diventa il punto attraverso cui può svilupparsi una scarica diretta, pochi centimetri di materiale isolante non possono trasformare magicamente una situazione pericolosa in una situazione sicura.
La distinzione fondamentale è quindi:
isolamento dal terreno → problema della corrente di passo
versus
posizione esposta → problema del fulmine diretto.
Il rifugio non significa rischio zero
La conversazione racconta anche un episodio relativo alla discesa dalla 3K del Rocciamelone.
Durante un temporale, molte persone si rifugiarono in una struttura. Una persona, trovandosi all’interno, si posizionò vicino a una finestra.
Il rifugio disponeva di un sistema parafulmine. La scarica, tuttavia, non “scompare”: la corrente deve comunque seguire dei percorsi attraverso la struttura e gli elementi conduttivi.
La persona riportò una lesione alla gamba.
L’episodio viene utilizzato per sottolineare un punto preciso: trovare un riparo riduce il rischio, ma non significa che ogni rischio sia stato azzerato.
La sicurezza non è una questione di passaggio istantaneo da “pericoloso” a “sicuro al 100%”.
In arrampicata e via ferrata il problema può essere anche la caduta
Per chi frequenta pareti e vie ferrate esiste inoltre un’ulteriore categoria di rischio.
Una scarica o un evento associato al fulmine può produrre effetti che non corrispondono alla classica immagine di una persona colpita direttamente.
Nell’episodio viene raccontato anche un caso in cui una persona impegnata su una via ferrata avrebbe subito contrazioni muscolari associate al passaggio di corrente, perdendo l’appiglio e cadendo.
In altri casi, l’onda d’urto può contribuire a far perdere l’equilibrio o la presa.
Per chi si trova su una parete, quindi, il fulmine può diventare un problema anche attraverso una conseguenza secondaria: la caduta.
La lezione più importante: capire le regole
Il filo conduttore della conversazione non è una nuova lista di comportamenti obbligatori.
È un metodo.
Prima di memorizzare una regola, provare a capire quale fenomeno fisico dovrebbe renderla efficace.
Questo aiuta a distinguere:
il rischio principale da quello secondario;
una misura realmente utile da una misura marginale;
una spiegazione scientifica da un falso mito;
una precauzione da una falsa sensazione di sicurezza.
E soprattutto aiuta a ragionare quando la situazione non corrisponde perfettamente allo scenario previsto dalla regola.
Conclusione
Non possiamo prevedere con assoluta precisione dove e quando cadrà un fulmine. La conoscenza della fisica non elimina quindi l’incertezza.
Può però cambiare il modo in cui la affrontiamo.
Capire come si formano le cariche nel cumulonembo, come si sviluppano i leader, perché la geometria conta, come funziona la corrente di passo e quali effetti indiretti può produrre una scarica permette di interpretare con maggiore consapevolezza le informazioni sulla sicurezza.
Ed è forse questo il messaggio più utile dell’episodio: non limitarsi a sapere una regola, ma capire perché dovrebbe funzionare.
Perché quando il temporale arriva davvero, la cosa più preziosa non è una superstizione in più.
È la capacità di riconoscere le priorità.
Takeaways
Il fulmine è il risultato finale di un processo molto più complesso della semplice “scintilla”.
La geometria e l’esposizione possono essere più importanti della semplice presenza di metallo.
La corrente di passo può provocare danni anche quando il fulmine colpisce nelle vicinanze.
Il telefono non va considerato come un semplice oggetto da spegnere per “non attirare” i fulmini.
L’isolamento dal terreno riguarda soprattutto la corrente di passo e non elimina il rischio di una scarica diretta.
Anche un riparo non equivale necessariamente a rischio zero.
In arrampicata e via ferrata possono verificarsi conseguenze indirette come perdita dell’appiglio e cadute.