Un lampo accecante. Un suono come se la terra si spaccasse. La tazza di caffè trema. Le luci della cabina sfarfallano. Poi tutto torna alla normalità. La maggior parte dei passeggeri dorme profondamente. Statisticamente, gli aerei di linea vengono colpiti da un fulmine circa una o due volte all'anno. La compagnia aerea non lo annuncerà. Il pilota non farà un annuncio drammatico tramite l'altoparlante. Ma è successo, e tutti a bordo stanno attraversando un fenomeno che vaporizzerebbe all'istante un essere umano non protetto.
La buona notizia? Gli aerei moderni sopravvivono ai fulmini con disinvoltura. Una scarica da 200.000 ampere con un'energia di 54.000 gradi Fahrenheit attraversa l'aereo e i passeggeri arrivano a destinazione senza sapere di essere sopravvissuti a qualcosa che avrebbe dovuto essere impossibile.
La gabbia di Faraday che vola
Il Boeing 737, l'Airbus A320 e ogni aereo di linea su cui siate mai saliti sono, in sostanza, grandi gabbie di Faraday in metallo. Una gabbia di Faraday è un concetto che risale al XVIII secolo: un materiale conduttivo racchiuso che ridistribuisce la carica elettrica all'esterno, proteggendo al contempo l'interno.
Quando un fulmine colpisce la fusoliera di un aereo, l'energia elettrica non la penetra. Si propaga invece lungo il rivestimento in alluminio, la struttura conduttiva dell'aereo stesso, distribuendo l'enorme corrente su tutta la superficie. È come l'acqua che scorre sopra una roccia anziché attraverso di essa. L'energia si dissipa, fuoriesce attraverso gli scarichi statici presenti sui bordi d'uscita e sulle estremità alari, e l'aereo prosegue la sua traiettoria senza subire danni.
Piloti, avionica, sistemi di alimentazione e passeggeri restano isolati dalla cascata elettrica che si scatena a pochi millimetri dalle pareti di alluminio. Il fulmine non penetra mai. Non ne ha la possibilità.
La catastrofe che ha cambiato tutto
8 dicembre 1963. Un Boeing 707 della Pan Am era in attesa a 5.000 piedi vicino a Elkton, nel Maryland, sotto una pioggia battente, frequenti fulmini e raffiche di vento fino a 50 miglia orarie. I piloti erano in attesa di atterrare quando un fulmine colpì l'aereo. Nessuna spia di avvertimento. Nessun allarme drammatico in cabina di pilotaggio. Solo una scarica elettrica che incendiò i vapori di carburante all'interno di un serbatoio.
L'ala esplose. L'ultima comunicazione del capitano fu: "Mayday mayday mayday, Clipper 214 fuori controllo. Stiamo per finire." Tutte le 81 persone a bordo persero la vita. Fu la prima volta che un fulmine venne definitivamente collegato a un incidente aereo, e la notizia scosse profondamente l'industria aeronautica.
L'indagine del Civil Aeronautics Board concluse che il fulmine aveva innescato i vapori di carburante infiammabili presenti nel serbatoio, causando un catastrofico cedimento dei sistemi di contenimento e protezione. L'incidente divenne il catalizzatore di una completa riprogettazione delle modalità di gestione e protezione dei sistemi di alimentazione degli aeromobili.
Protezione moderna contro i fulmini: diversi livelli di difesa
Gli aerei moderni impiegano molteplici sistemi di difesa che lavorano in sinergia. L'effetto gabbia di Faraday è fondamentale, ma ora è potenziato da sofisticati sistemi di collegamento: cinghie e connessioni metalliche assicurano che ogni componente rimanga elettricamente connesso alla fusoliera, in modo che nessuna parte isolata diventi una trappola per i fulmini.
I serbatoi di carburante sono ora inertizzati: tutti i vapori al loro interno vengono sostituiti con azoto gassoso, eliminando qualsiasi miscela infiammabile che potrebbe essere innescata da un fulmine. L'avionica e i sistemi di controllo del volo sono schermati con una lamina metallica intrecciata e dispositivi di protezione contro le sovratensioni che impediscono alle sovratensioni transitorie di propagarsi a cascata attraverso i componenti elettronici sensibili. Gli stoppini statici, piccole spazzole conduttive che sporgono dalle superfici delle ali e della fusoliera, forniscono percorsi di scarica graduali, disperdendo la carica elettrica progressivamente anziché consentire un singolo arco catastrofico.
Cosa provano i passeggeri
Se siete svegli durante un fulmine, ciò che notate è sorprendentemente banale. Un lampo accecante che tinge la cabina di un bianco-bluastro per una frazione di secondo. Un suono: a volte un forte botto, a volte più un crepitio o uno scoppio. Le luci sopra la testa potrebbero sfarfallare. Potrebbe provenire un annuncio dalla cabina di pilotaggio: "Amici, abbiamo appena subito un fulmine, ma tutto è normale, proseguiremo verso la nostra destinazione come previsto"."
Non si verificano turbolenze causate dal fulmine in sé. Nessuna perdita di potenza. Nessuna discesa di emergenza improvvisa. L'aereo assorbe l'energia elettrica e continua a volare, perché è proprio per questo che è stato progettato. Per l'aereo, il fulmine è semplicemente un evento meteorologico. Per i passeggeri, è spesso l'unica prova di aver appena incontrato qualcosa che in qualsiasi altro contesto sarebbe fatale all'istante.
Assenza totale di disastri recenti
Ecco la straordinaria statistica che dimostra l'efficacia dell'ingegneria: nessun aereo di linea è andato perduto a causa di un fulmine negli ultimi cinquant'anni. Il volo Pan Am 214 del 1963 è stato l'ultimo incidente aereo mortale negli Stati Uniti causato direttamente da un fulmine. Tutto ciò che è stato progettato e realizzato dopo quell'incidente – ogni perfezionamento della gabbia di Faraday, ogni sistema inerte per i serbatoi di carburante, ogni parafulmine statico – ha resistito.
L'aviazione moderna è il trionfo di lezioni apprese. Una tragedia avvenuta nel 1963 causò la morte di 81 persone e divenne il modello di protezione che da allora ha salvato decine di migliaia di vite. I fulmini colpiscono ancora gli aerei con una certa frequenza – una o due volte all'anno per aereo – e gli aerei li assorbono con indifferenza. Piloti e passeggeri sono protetti dalla fisica, dall'ingegneria e dal ricordo di una catastrofe che non deve mai più ripetersi.
Fonti: CThru Metals, Airways Magazine, USC Viterbi, Flight Safety Foundation, AeroMugs, AeroTime
Domande correlate
Con quale frequenza un aereo di linea viene colpito da un fulmine?
Statisticamente, ogni aereo di linea viene colpito da un fulmine circa una o due volte all'anno. I passeggeri spesso dormono profondamente: un lampo, un botto, forse un lampeggiare delle luci in cabina, e il volo prosegue normalmente. I moderni jet sono progettati per assorbire la scarica con una sorta di indifferenza disarmante.
Come fanno gli aerei a sopravvivere ai fulmini?
Un aereo di linea si comporta come una gabbia di Faraday, un concetto risalente al XVIII secolo in cui un involucro conduttivo convoglia la carica elettrica lungo la sua superficie esterna. I fulmini viaggiano lungo il rivestimento in alluminio, si diffondono sulla superficie ed escono attraverso gli stoppini statici presenti sulle estremità alari e sui bordi d'uscita, senza mai raggiungere i passeggeri, il carburante o l'avionica all'interno.
Cos'è una gabbia di Faraday e come protegge un aeromobile?
Una gabbia di Faraday è un involucro conduttivo che ridistribuisce la carica elettrica all'esterno, proteggendo al contempo l'interno. Il rivestimento metallico di un aereo fa esattamente questo: quando un fulmine colpisce, la corrente scorre sulla fusoliera "come l'acqua su una roccia" anziché attraversarla, mantenendo le persone e i sistemi a pochi millimetri di distanza completamente isolati.
Quanto è potente un fulmine che colpisce un aereo?
Un fulmine che colpisce un aereo può trasportare circa 200.000 ampere di corrente e temperature prossime ai 54.000 °F, un'energia che vaporizzerebbe istantaneamente un essere umano non protetto. Eppure la struttura conduttiva dell'aereo la convoglia innocuamente intorno alla cabina, motivo per cui la stessa ingegneria che protegge i passeggeri viene verificata dai dati di volo catturati nel registratori a scatola nera.
Un fulmine ha mai causato un incidente aereo?
Sì, anche se oggi è estremamente raro. L'8 dicembre 1963 un Boeing 707 della Pan Am fu colpito da un fulmine che incendiò i vapori di carburante, causando un incidente mortale. Il disastro portò a importanti cambiamenti nella protezione e nel collegamento dei serbatoi di carburante, parte delle conoscenze meteorologiche che ogni pilota studia insieme al differenza tra IFR e VFR.
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