1

����

Marina Bernardi

La protezione contro i fulmini e le novità normative CEI sull’impiantistica elettrica

Nuova mappatura della frequenza di fulminazione

sul territorio italiano

� Definizione dei parametri di interesse

� Metodi storici di misura

� Misurazioni Italiane

� Nuovi strumenti di misura

� SIRF

� Miglioramenti ottenibili dai nuovi strumenti

� Ulteriori studi con nuovi sistemi

����SOMMARIO

2

Densità di fulminazione Ng o Nt

Ng = numero di fulmini al suolo all’anno al km2

Thunderstorm day Td

Td = numero di giornate temporalesche all’anno al km2

Ove per giornata temporalesca si intende il giorno in cui si è sentito almeno un tuono

Definizione dei parametri di interesse����

� Il primo metodo per valutare la densità di fulminazione nel mondo è stato l’uso di Td

� Ancora usato in molti Paesi

� Metodo molto impreciso:

� Raggio di udito variabile� Registrazioni più o meno accurate

dell’operatore� Tuono da nube-nube � Zone non presidiate non risultano� Temporale non fornisce il numero di fulmini

���� Metodi storici di misura

3

Si è cercato di misurare direttamente i fulmini, con vari metodi, in alcuni punti specifici, e di ricavare da queste misure una formula empirica che legasse Td a Nt:

Ng = aTdb

Formula con grossi limiti:

� Td impreciso� Effetti meteo regionali� Legato ai punti di misura dei fulmini� Legato al metodo di conteggio dei fulmini,

Infatti: I metodi di conteggio “locale” dei fulmini sono stati molti nel tempo, andando di pari passo con gli esperimenti di ricerca sul Fulmine: foto, contatori, torri, ….Affinandosi questi metodi si è affinata l’informazione disponibile

���� Metodi storici di misura

Ng= 0.026Td1.33Mexico (regione costiera)

Ng= 0.024Td1.12Mexico (montagna)

Ng= 0.00625Td1.55Italia (dati LFC)

Ng= 0.028Td1.20Minas Gerais

Correlazione Ng e TdNazione

Ng= 0.004Td1.25Sudafrica

Ampia variazione in letteratura dei coefficienti a e b

Esempi di correlazioni tra Ng e Td

���� Metodi storici di misura

4

����

In Italia:�Bossolasco, 1880-1888 –1948

Numero di temporali nell’area, durata osservazioni da 4 a 57 anni, a seconda del punto

�Campagna ENEL, 1969-197954 contatori LFC, conteggio di fulmini da variazioni campo elettrostatico

�ENEL, 1967-1974 conteggio degli scatti delle linee in concomitanza a perturbazioni

�RAI, 1971-1974 conteggio dei disservizi sulle stazioni TV-MF

�ENEL-RAI , 1971-1975,Rilievi diretti su due stazioni sperimentali a Varese e FolignoIl numero di fulmini caduti e misurati ha dato Nt per le aree circostanti

�Norma CEI 81-1, 1980-1984mappa di Nt, basata sui dati esistenti

Misurazioni Italiane

����

Norma CEI 81mappa di Nt, basata sui dati esistenti da LFC, RAI, Td

4 f/ykm²km²

2.5 f/ykm²km²

1.5 f/ykm²km²

Misurazioni Italiane

5

Limiti:

� SOLO 3 fasce: 1,5 – 2,5 – 4 f/km2annoNg varia in modo discreto per aree contigue

� aree molto vaste con Nt omogeneo, definizione territoriale bassissima (Rc= 30 km)

� perdita di informazione orografica

� contaminazione nube-nube nel calcolo

� efficienza di conteggio bassa

Misurazioni Italiane����

� L’evoluzione delle ricerche e delle tecniche sui sensori di fulmine ha portato all’introduzione di nuovi sistemi di misura (LLS) dedicati al rilevamento fulmini con:

� Capacità di determinare il punto di impatto� Alta efficienza di captazione� Alta precisione spaziale� Copertura omogenea del territorio� Discriminazione elevata del segnale� Rilevamento dei segnali veloci� Automatismo elevato

Rivoluzione nelle misure di fulmine

Ng : Info puntuale, non mediata su grandi aree (Td)Copertura omogenea del territorio, non su punti o zone (torri, LFC)

Nuovi strumenti di misura����

6

�In funzione dal 1994, 10 ANNI di dati in in linea�Copertura Nazionale�23 sensori: 16 sensori sul territorio italiano + 3 sensori in

Austria + 4 sensori in Francia per coprire il confine Alpino

�I sensori di tecnologia IMPACT, 0.4 – 400 kHz�Rilevamento fulmini nube-suolo, nube-nube�24h/24 funzionamento �Pianificata con ridondanza�Telecomunicazione: linee telecom dedicate�Garantisce performance (90% , 500m)

���� SIRF – Sistema Italiano Rilevamento Fulmini

���� SIRF – Sistema Italiano Rilevamento Fulmini

7

• data

• ora, min, sec, mmm

• latitudine

• longitudine

• intensità di corrente, polarità

• numero di colpi

Dato di fulmine:

����

Dato finale archiviato =

SIRF – Sistema Italiano Rilevamento Fulmini

Riprendiamo i limiti della mappa Ng Italiana:

� contaminazione nube-nube nel calcolo

� SOLO 3 fasce: 1,5 – 2,5 – 4 f/km2anno Ng varia in modo discreto per aree contigue

� aree molto vaste con Nt omogeneo, definizione territoriale bassissima (Rc= 30 km)

� perdita di informazione orografica

� efficienza di conteggio bassa

Vantaggi e dati ottenibili dai nuovi strumenti ed Esempi����

8

SIRF:Discriminazione nube-nube e nube-suolo����

Riprendiamo i limiti della mappa Ng Italiana:

� contaminazione nube-nube nel calcolo

� SOLO 3 fasce: 1,5 – 2,5 – 4 f/km2annoNg varia discretamente in aree contigue

� aree molto vaste con Nt omogeneo, definizione territoriale bassissima (Rc= 30 km)

� perdita di informazione orografica

� efficienza di conteggio bassa

Vantaggi e dati ottenibili dai nuovi strumenti ed Esempi����

9

4 f/ykm²km²

2.5 f/ykm²km²

1.5 f/ykm²km²

> 6 f/ykm²

5- 6 f/ykm²

4- 5 f/ykm²

2.5 - 4f/ykm²

���� CEI:SOLO 3 fasce: 1,5 – 2,5 – 4 f/km2annoSIRF: zone diverse, n. fasce a piacere, zone a Nt superiore

CEI:SOLO 3 fasce: 1,5 – 2,5 – 4 f/km2annoSIRF: zone diverse, fasce a piacere, zone a Nt superiore

����

10

Riprendiamo i limiti della mappa Ng Italiana:

� contaminazione nube-nube nel calcolo

� SOLO 3 fasce: 1,5 – 2,5 – 4 f/km2annoNg varia in modo discreto per aree contigue

� aree molto vaste con Nt omogeneo, definizione territoriale bassissima (Rc= 30 km)

� perdita di informazione orografica

� efficienza di conteggio bassa

Vantaggi e dati ottenibili dai nuovi strumenti ed Esempi����

Sudnews.it agenzia telematica 26/07/2004fulmine colpisce campanile a Fasano: Un fulmine ha colpito stamattina il campanile di una chiesa attigua al municipio di Fasano:nessuno è rimasto ferito anche se, a quanto si è appreso, vi è stato spavento soprattutto tra gli impiegati e i cittadini che affollavano gli uffici comunali. Il fulmine è caduto durante un temporale che ha interessato la zona collinare di Fasano, e della frazione di Selva, dalle prime ore di stamattina. Numerosi sono stati gli interventi dei vigili del fuoco per allagamenti.

���� CEI: aree molto vaste con Nt omogeneo, definizione territoriale bassissima (Rc= 30 km)

SIRF: definizione puntuale

11

CEI: aree molto vaste con Nt omogeneo, definizione territoriale bassissima (Rc= 30 km) SIRF: definizione spinta a piacere, Ng variabile con gradualità

����

50x50 km 25x25 km

1x1 km

Ng 2005

10x10 km

Riprendiamo i limiti della mappa Ng Italiana:

� contaminazione nube-nube nel calcolo

� SOLO 3 fasce: 1,5 – 2,5 – 4 f/km2anno Ng varia discretamente in aree contigue

� aree molto vaste con Nt omogeneo, definizione territoriale bassissima (Rc= 30 km)

� perdita di informazione orografica

� efficienza di conteggio bassa

Vantaggi e dati ottenibili dai nuovi strumenti ed Esempi����

12

���� CEI: perdita di informazione orograficaSIRF: evidenza di effetti orografici, punte isolate

����

13

����

ad esempio:

� Variabilità annuale della ceraunicità

� Differenza fulmini vs colpi (correnti distinte nel canale, ma a volte con punto di impatto distinto)

� Deriviamo il Td !!!

� Numero di ore con almeno un fulmine:Hf =numero di ore con almeno un fulmine, all’anno km2

ATT: una zona ad alta densità ceraunica è una zona in cui si verificano molti temporali o pochi temporali ma con alto numero di fulmini

����Possibilità di studio ulteriori, con LLS

14

Variabilità annuale della ceraunicità����

Ng 2002Fulmini Colpi

����SIRF discrimina i segnali veloci – fulmine vs colpicolpi non contati da LFC o da danni su linee o dal tuono

15

���� Deriviamo il Td !!!

Numero di ore con fulmini����

16

WWW.FULMINI.IT

����