L’Europa e la previsione delle scariche atmosferiche (fulminazioni): ecco “Lolight”

fulmini_blitz_lamma_cno_30minDopo una estate piena di eventi temporaleschi ricchissimi di scariche atmosferiche e con i miei lunghi trascorsi lavorativi nell’ex ente elettrico nazionale, ricordo molto bene, molti anni fa, quando ancora l’energia elettrica era pubblica, di essere entrato qualche volta nella sala controllo del servizio di Ripartizione del carico, oggi assorbito in TERNA, la società che gestisce il sistema elettrico di interconnessione nazionale ad alta (AT) ed altissima tensione (AAT), oltre al governo tra domanda ed offerta di energia. In quelle occasioni ero rimasto colpito da uno dei supporti alle decisioni più importanti di cui si avvalevano gli operatori addetti alla sala controllo, cioè un sistema di monitoraggio e previsione delle fulminazioni atmosferiche, messo a punto da CESI, società allora, a sua volta del gruppo ENEL e che da allora ha implementato uno strumento di monitoraggio denominato SIRF (SIstema Rilevazione Fulmini) vedi link sito. Quel sistema era orientato alla stima del parametro di densità ceraunica, di fondamentale importanza in tutte le valutazioni di rischio da fulminazione e conseguentemente in tutte le valutazioni d’impianti di protezione passivi, che mi ha fatto riaffiorare questa turbolenta estate ricca di fenomeni temporaleschi particolarmente “elettrici”. Un parametro, quello della densità ceraunica, utilizzata per valutare i tipi di protezione necessari sulle linee aeree e anche in sede di valutazione dei percorsi delle nuove tratte di superficie, sia di trasmissione sia di distribuzione, dal momento che, a parità d’altri effetti e considerazioni un’area altamente ceraunica sia da evitare a fronte del maggior numero di guasti da fulminazione implicati.

mappa_giornate_tempralesche

Mappa mondiale del numero di giornate temporalesche. Isolinee del numero medio annuale di giorni con temporale. Ripresa da “world distribution of thunderstorm days, part 2, tables of marine data and world maps”, World Meteorological Organization Publication 21, Geneva, Switzerland, 1956. 

Una azione di controllo messa in atto allora da ogni paese UE, con proprie metodologie, creando ovviamente delle disomogeneità sulle valutazione nelle zone di confine tra paesi, spesso coincidenti proprio, nel caso dell’Italia, con zone ad alto rischio di fulminazione come le Alpi dove più vitale è l’esigenza di avere una valutazione uniforme della densità ceraunica in quest’area, soprattutto per progettare o proteggere gli impianti AT/MT che percorrono tratti tra l’Italia e i Paesi confinanti. In sostanza la densità ceraunica, rappresenta un parametro medio, valutato solitamente su un gran numero di dati e su un lungo periodo, che indica il numero di fulmini che cadono al suolo per km2 per anno in una data regione. Essendo le attività umane prevalentemente influenzate dai fulmini nube-suolo, in altre parole dai fulmini che si sviluppano tra le nubi e la terra, la densità ceraunica è solitamente riportata proprio rispetto a questo tipo di scariche. Una elaborazione la cui attendibilità è strettamente connessa con l’ampiezza dei dati storici disponibili (serie storiche pluriannuali) per una determinata area geografica. Altri sistemi di monitoraggio delle fulminazioni ho avuto modo di vederle nei centri meteorologici nazionali e regionali come il LaMMA Regione Toscana (vedi immagine in testa al post).
In Italia, come in altri paesi europei, sono state rese pubbliche le mappe di densità ceraunica ottenute con uno o più metodologie. Ad esempio in Italia viene riportata in Norma CEI 81-3 la lista dei comuni italiani associati alla propria densità cerea unica definita come “Ng“. Questi dati sono il corrispettivo numerico della mappa ceraunica mostrata nella figura seguente.

mappa_fulmini_Italia

Densità ceraunica in Italia secondo la Norma CEI 81-3, riportata in forma grafica

I dati vengono suddivisi in tre fasce di densità, rispettivamente a 1,5, 2,5 e 4 fulmini/km2 per anno. Sicuramente il risultato di un lavoro di raccolta su dati di matrice diversa origine e per questo affetti da elevate imprecisioni intrinseche.  Oggi in questo importante ambito previsionale, da segnalare un interessante progetto della UE, per dare risposte importanti alle molte problematiche legate agli eventi atmosferici ed alle fulminazioni che sono ogni hanno causa di morti e feriti, anche a fronte di fenomeni atmosferici sempre più intensi e frequenti, interessando infrastrutture importanti come aeroporti, ospedali, stadi, oltre che reti elettriche come già menzionato, essendo fonte di pregiudizio e di danneggiamento di componenti ed apparati, spesso critici per la sicurezza, sensibili e vulnerabili agli sbalzi di tensione. Nonostante siano belli e spettacolari da vedere, ogni giorno si abbattono sulla Terra cinque milioni di fulmini, alcuni dei quali spesso cadono a ciel sereno, ancora prima che sopraggiunga il temporale, com’è accaduto a luglio scorso in una spiaggia del tarantino, dove ha perso la vita un ragazzo di dodici anni. I fulmini rappresentano oltretutto la causa del 16 percento degli incendi boschivi nella Unione Europea con un costo per gli interventi di spegnimento delle fiamme e di ripristino delle aree distrutte di circa 70 milioni di euro ogni anno. Esistono mappe in tempo reale (vedi gif animata seguente da cliccare per far partire l’animazione), per monitorare i fulmini appena caduti in Europa, fornite da EUCLID (European Cooperation for Lightning Detection), mancano però sistemi accurati per prevedere dove e quando i fulmini cadranno.

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Un passo determinante in avanti per i paesi della UE, è rappresentato dal progetto Lolight (Lightning Mapping and Supercell Tracking System) finanziato dall’Unione Europea che ha prodotto un sistema in grado di rilevare i fulmini con una risoluzione spaziale di appena 100 metri. Il progetto Lolight “Lightning Mapping and Supercell Tracking System” è il frutto di un consorzio tra 9 aziende di Austria, Grecia, Irlanda, Malta, Repubblica Ceca, Spagna, Ungheria, guidato dagli ungheresi del Mfkk Invention and Research Center Services e finanziato dall’Ue. Si tratta di un sistema a basso costo capace di rilevare i fulmini con una precisione di 100 metri, in grado anche di tracciare e prevedere fulmini in tempo reale e di mappare gli schemi dei fulmini su di un’area di 200 km. Secondo il team di ricerca di Lolight, provenienti da Danimarca, Finlandia, Gran Bretagna, Portogallo, Romania, Spagna e Svezia, “Questo progetto ha un potenziale commerciale eccezionale. La localizzazione precisa e veloce del luogo nel quale il fulmine colpirà può aiutare a ridurre i costi legati a questo fenomeno, come gli incendi boschivi. Anche le aziende fornitrici di energia elettrica trarranno beneficio da questo servizio, poiché potranno prepararsi a interruzioni del servizio causate dalle tempeste con piani proattivi di gestione del carico prima che le loro attività siano colpite”.

scheda

Architettura funzionale di sistema del nuovo progetto europeo Lolight

Il team ungherese dell’Mfkk sottolinea che “se le interruzioni di erogazione di energia elettrica non sono risolte velocemente, c’è il rischio di guasti a catena. Quando una linea elettrica non funziona, l’elettricità che prima fluiva lungo la linea danneggiata viene spinta verso altri percorsi. Se queste altre linee sono già vicine alla piena capacità, la scarica di elettricità le sovraccaricherà creando un effetto domino che costituisce la causa principale di enormi blackout” Ancora vivo è il ricordo del black out del 2003 che colpì il nostro paese”. Come già accennato, un altro ambito applicativo è rappresentato dal risparmio sulle spese di aeroporti e del settore del controllo del traffico aereo, dal momento che, quando c’è rischio di fulmini, gli aerei sono costretti a cambiare rotta onde evitare la zona pericolosa, con maggiore consumo di carburante e di ore di lavoro. L’utilizzo di un monitoraggio preciso e in tempo reale, porterebbe a rotte aeree pianificate più accuratamente, con evidenti vantaggi sia per l’industria che per i passeggeri.

  • Sito del progetto europeo “Lolight”
  • Riferimento alla tecnologia sensoristica anche questa a basso costo, denominata TOA (Time Of Arrival), che rileva il segnale elettromagnetico della scarica marcandolo temporalmente con un orologio di alta precisione costituito da un GPS . Il segnale viene elaborato ed inviato ad un server centrale che confronta i marker temporali delle varie scariche e, nel caso che la scarica è stata rilevata da almeno 4 stazioni, è in grado di posizionare geograficamente l’evento con una precisione inferiore ad 1 Km (tipicamente 400-800 m.). Si tratta del 

    progetto è della tedesca Egon Wanke, promotrice del sito Blitzortung.org, la quale ha elaborato l’elettronica di codifica dei segnali ed il software centralizzato che raccoglie i dati dalle varie stazioni sparse sul territorio europeo. In piena stagione dei temporali

    sul sito di Blitzortung è possibile seguire gli eventi mediante le cartine interattive di google map e google earth, aggiornate ogni minuto e pubblicate sul sito http://www.blitzortung.org/TOA/Webpages/index.php.

A seguire un interessante video sulle finalità del progetto europeo “Lolight”, sulla previsione e mappatura delle fulminazioni atmosferiche

Sauro Secci

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