In generale, si suppone che i fulmini discendenti (dalla nube verso terra) sottopongano a uno sforzo maggiore gli oggetti colpiti rispetto ai fulmini ascendenti (da terra verso le nubi), in special modo per quanto riguarda i colpi brevi. Nella maggior parte dei casi, i fulmini discendenti sono da prevedersi su terreni pianeggianti e in prossimità di strutture di altezza ridotta. Se, tuttavia, le strutture sono situate in una località molto esposta e/o sono molto elevate, si verificano in genere dei fulmini ascendenti. I parametri definiti nella normativa riguardante la protezione contro i fulmini si applicano generalmente sia ai fulmini ascendenti che a quelli discendenti. In caso di fulmini ascendenti bisogna tener conto dei colpi lunghi, con o senza correnti impulsive sovrapposte.

È in preparazione una definizione più precisa dei parametri della corrente di fulmine e della loro reciproca dipendenza per i fulmini ascendenti e discendenti. A questo scopo sono in corso misure della corrente di fulmine ai fini della ricerca scientifica di base da parte di varie stazioni di misura in tutto il mondo. La Figura 2.8.1 mostra la stazione di misura gestita dal gruppo austriaco per la ricerca ALDIS sul monte Gaisberg a Salisburgo in Austria. Dal 2007, DEHN esegue misure della corrente di fulmine in questa stazione per mezzo di un’unità di rilevazione mobile.

I risultati di queste misurazioni comparative sostanzialmente confermano i parametri della corrente di fulmine descritti nell’ultima versione della norma CEI EN 62305-1 (CEI 81-10/1) 305-1). L’elevato numero di impulsi di corrente sovrapposti in caso di fulmine ascendente è particolarmente degno di nota. Con una media di 8 colpi brevi (sovrapposti o successivi al colpo lungo), sono stati registrati molti più impulsi di corrente rispetto ai 3-4 colpi successivi che si verificano in genere in caso di fulmine discendente. Pertanto, le 3-4 scariche impulsive per fulmine indicate nella normativa riguardante la protezione contro i fulmini si applicano solo ai fulmini discendenti.

In 10 anni (dal 2000 al 2009), ALDIS ha registrato 10 fulmini con carica superiore al valore massimo di 300 As in funzione del livello di protezione (LPL). Questi elevati valori di carica sono stati registrati solo durante tempeste invernali. Nel primo periodo di misurazione, il sistema mobile ha registrato anche colpi lunghi durante le tempeste invernali aventi cariche più elevate rispetto a quelle prescritte il livello di protezione LPL I. La Figura 2.8.2 mostra un colpo lungo con una carica di 405 As, registrato nel gennaio 2007. Questi carichi estremi, che superano il valore di carica prescritto dal LPL I (300 As), possono essere presi in considerazione al momento di adottare misure di protezione contro i fulmini per strutture in posizioni esposte, come le turbine eoliche e i trasmettitori.

Fulmine discendente negativo e relativa corrente parziale associata.

Durante le misurazioni della corrente di fulmine è stato rilevato un fulmine nubeterra negativo. Rispetto ai fulmini ascendenti descritti in precedenza, questo fulmine discendente è caratterizzato da un maggiore valore colpi brevi. Il fulmine discendente negativo ha una corrente massima di circa 29 kA e una carica di circa 4,4 As. La Figura 2.8.3 illustra un confronto tra le curve di corrente registrate dal sistema scientifico di misura ALDIS e il sistema di rilevamento mobile della corrente di fulmine. Le due curve di corrente sono coerenti tra loro. Al colpo breve decrescente è sovrapposta una corrente di fulmine negativa, in graduale aumento, di circa 5 kA.. Nella terminologia utilizzata nella ricerca scientifica sui fulmini, questa caratteristica componente della corrente di fulmine è denominata componente M (M-component). Nel secondo periodo di misurazione, a causa dell’elevato numero di canali di misura, il sistema di rilevamento mobile della corrente di fulmine ha registrato anche delle correnti parziali in uno dei cavi a bassa tensione installato tra la piattaforma a 80 metri di altezza l’edificio alla sua base. Tra questi due punti dell’installazione vi sono numerosi percorsi paralleli di scarica della corrente di fulmine. La corrente di fulmine si divide tra la struttura metallica del traliccio e i numerosi cavi dell’alimentazione, dei dati e dell’antenna. Pertanto il valore assoluto della misura parziale della corrente di fulmine in un unico cavo a bassa tensione non fornisce informazioni utili. Tuttavia è stato verificato che la corrente parziale nel cavo a bassa tensione in esame ha la stessa polarità, nonché una forma d’onda e una durata del flusso di corrente, paragonabili alla corrente primaria di fulmine alla sommità della torre. Di conseguenza un dispositivo di protezione contro le sovratensioni installato per proteggere questo cavo deve essere in grado di scaricare le correnti parziali di fulmine.