Nuova mappatura della frequenza di fulminazione sul territorio italiano

La protezione contro i fulmini
e le novità normative CEI
sull’impiantistica elettrica
Nuova mappatura
della frequenza di fulminazione
sul territorio italiano
Marina Bernardi
SOMMARIO
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
1
Definizione dei parametri di interesse
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
Metodi storici di misura
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
2
Metodi storici di misura
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 = aTd b
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
Esempi di correlazioni tra Ng e Td
Nazione
Minas Gerais
Italia (dati LFC)
Correlazione Ng e Td
Ng= 0.028Td1.20
Ng= 0.00625Td1.55
Mexico (montagna)
Ng= 0.024Td1.12
Mexico (regione costiera)
Ng= 0.026Td1.33
Sudafrica
Ng= 0.004Td1.25
Ampia variazione in letteratura dei coefficienti a e b
3
Misurazioni Italiane
In Italia:
Bossolasco, 1880-1888 –1948
Numero di temporali nell’area, durata osservazioni da 4 a 57 anni, a
seconda del punto
Campagna ENEL, 1969-1979
54 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 Foligno
Il numero di fulmini caduti e misurati ha dato Nt per le aree circostanti
Norma CEI 81-1, 1980-1984
mappa di Nt, basata sui dati esistenti
Misurazioni Italiane
Norma CEI 81
mappa di Nt, basata sui dati esistenti da
LFC, RAI, Td
4 f/ykm²
km²
2.5 f/ykm²
km²
1.5 f/ykm²
km²
4
Misurazioni Italiane
Limiti:
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
contaminazione nube-nube nel calcolo
efficienza di conteggio bassa
Nuovi strumenti di misura
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)
5
SIRF – Sistema Italiano Rilevamento Fulmini
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
6
SIRF – Sistema Italiano Rilevamento Fulmini
Dato finale archiviato =
Dato di fulmine:
•
data
•
ora, min, sec, mmm
•
latitudine
•
longitudine
•
intensità di corrente, polarità
•
numero di colpi
Vantaggi e dati ottenibili dai nuovi strumenti ed Esempi
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
7
SIRF:Discriminazione nube-nube e nube-suolo
Vantaggi e dati ottenibili dai nuovi strumenti ed Esempi
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
8
CEI:SOLO 3 fasce: 1,5 – 2,5 – 4 f/km2anno
SIRF: zone diverse, n. fasce a piacere, zone a Nt superiore
> 6 f/ykm²
5- 6 f/ykm²
4 f/ykm²
km²
2.5 f/ykm²
km²
4- 5 f/ykm²
2.5 - 4f/ykm²
1.5 f/ykm²
km²
CEI:SOLO 3 fasce: 1,5 – 2,5 – 4 f/km2anno
SIRF: zone diverse, fasce a piacere, zone a Nt superiore
9
Vantaggi e dati ottenibili dai nuovi strumenti ed Esempi
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
CEI: aree molto vaste con Nt omogeneo,
definizione territoriale bassissima (Rc= 30 km)
SIRF: definizione puntuale
Sudnews.it agenzia
telematica 26/07/2004
fulmine 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.
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CEI: aree molto vaste con Nt omogeneo, definizione territoriale
bassissima (Rc= 30 km)
SIRF: definizione spinta a piacere, Ng variabile con gradualità
Ng 2005
50x50 km
10x10 km
25x25 km
1x1 km
Vantaggi e dati ottenibili dai nuovi strumenti ed Esempi
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
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CEI: perdita di informazione orografica
SIRF: evidenza di effetti orografici, punte isolate
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Possibilità di studio ulteriori, con LLS
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
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Variabilità annuale della ceraunicità
SIRF discrimina i segnali veloci – fulmine vs colpi
colpi non contati da LFC o da danni su linee o dal tuono
Fulmini
Ng 2002
Colpi
14
Deriviamo il Td !!!
Numero di ore con fulmini
15
WWW.FULMINI.IT
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