Fulmini e lampi....

[danielef]

(15-05-2019 16:57)GianniB. Ha scritto:  quando diciamo terra intendiamo la pinna/bulbo; il negativo dei circuiti elettrici è collegato alla massa del motore. I due circuiti sono e devono restare separati, corretto?

Prima domanda: si, per quanto riguarda la terra del parafulmine, pinna/bulbo ma anche un qualsiasi dispersore di più di 0.1m^2 di superficie (secondo le indicazioni ISO).
Seconda domanda: si separati, se non hai bonding come spero.
Se hai bonding la cosa è più complicata.

Daniele

[Luciano53]

Quindi è corretto il grosso cavo (sezione da batteria) che sul 381 va da una landa ad un bullone di chiglia.
Se ho capito bene, il sistema favorisce in modo sebbene lieve il richiamo di fulmini ma nel caso in cui arrivi la botta l'impianto favorisce lo scarico a mare.
Guai ne fa comunque, molto probabilmente, e qui conta molto la sorte più che la fisica.
Altra domanda. È vero che un albero in carbonio attira i fulmini molto più di un albero in alluminio?

[GianniB.]

(15-05-2019 17:17)danielef Ha scritto:  Seconda domanda: si separati, se non hai bonding come spero.
Se hai bonding la cosa è più complicata.

non ho il bonding però quando sono in banchina ho uno zinco appeso in acqua collegato con treccia alla massa del motore

[IanSolo]

(15-05-2019 17:38)Luciano53 Ha scritto:  Quindi è corretto il grosso cavo (sezione da batteria) che sul 381 va da una landa ad un bullone di chiglia.
Se ho capito bene, il sistema favorisce in modo sebbene lieve il richiamo di fulmini ma nel caso in cui arrivi la botta l'impianto favorisce lo scarico a mare.
Guai ne fa comunque, molto probabilmente, e qui conta molto la sorte più che la fisica.

La differenza in probabilita' e' talmente esigua da essere certamente trascurabile (fra l'altro i miei conti sono su una base che da' la massima probabilita' ragionevolmente ipotizzabile, in realta' la differenza e' almeno un ordine piu' bassa tanto da poter dire che non c'e')

(15-05-2019 17:38)Luciano53 Ha scritto:  Altra domanda. È vero che un albero in carbonio attira i fulmini molto più di un albero in alluminio?

No, non c'e' nessuna differenza come probabilita', la differenza e' nei possibili danni all'albero stesso che essendo il manufatto in carbonio piu' resistivo di quello in alluminio si scalda notevolmente di piu' quando attraversato dalla scarica. Spesso alberi in carbonio vengono realizzati (penalizzandone un po' il peso) inserendovi una bandella di rame di adeguato spessore per eliminare o ridurre il problema.

[gc-gianni]

(15-05-2019 12:48)IanSolo Ha scritto:  Continuando la discussione ....

... in caso di scarica il secondo condensatore (albero-mare) avendo interposto un dielettrico (la vetroresina) con rigidita' dielettrica uguale o superiore ai 50KV/mm presenta una tensione di rottura pari a 50x200mm=10000KV ...

... il potenziale applicato al condensatore costituito da base albero-mare con dielettrico 20cm di vetroresina risula 17150 volte inferiore al potenziale presente sul condensatore nube-albero da cui si evince che l'isolamento ha un effetto trascurabile sulla probabilita' che avvenga una scarica (migliora solo di un diciassettemilacentocinquantesimo)...

Lascio ad ognuno trarre le proprie conclusioni.

una considerazione è questa:
supponendo una rigidità dielettrica dell'aria umida pari a 24kV/cm ed una lunghezza del fulmine di 1000m, la tensione che ne risulta è di: 2400000kV
raggiungendo questa tensione parte il fulmine
con un albero isolato, per vincere la rigidità del percorso aria-albero-mare si deve aggiunge la rigidità dell'isolamento albero/mare e quindi sono sono necessari: 2400000+10000=2410000kV, che è una tensione di circa il 0,4% più alta
quindi il miglioramento sulla probabilità che avvenga una scarica è molto più alta del valore indicato sopra

dov'è la contraddizione?

[Beppe222]

(16-05-2019 08:59)gc-gianni Ha scritto:  dov'è la contraddizione?

A mio modesto parere, e molto sinteticamente:

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[danielef]

(16-05-2019 08:59)gc-gianni Ha scritto:  una considerazione è questa:
supponendo una rigidità dielettrica dell'aria umida pari a 24kV/cm ed una lunghezza del fulmine di 1000m, la tensione che ne risulta è di: 2400000kV
raggiungendo questa tensione parte il fulmine
con un albero isolato, per vincere la rigidità del percorso aria-albero-mare si deve aggiunge la rigidità dell'isolamento albero/mare e quindi sono sono necessari: 2400000+10000=2410000kV, che è una tensione di circa il 0,4% più alta
quindi il miglioramento sulla probabilità che avvenga una scarica è molto più alta del valore indicato sopra

dov'è la contraddizione?

Secondo me in questo caso non è facile fare calcoli esatti perché entrano in gioco effetti non lineari come il citato "effetto punte". Cerco di spiegare a braccia e cercando di rendere l'immagine.
Tra le due facce del gigantesco condensatore formato dalla superficie del mare e dalla base della nuvola si forma un campo elettrico che viene descritto graficamente da superfici equipotenziali (o isopotenziali), praticamente identiche alle superfici ad altezza costante. Supponendo che i famosi -20 C si siano formati nella nube, a 0 metri c'è l'isopotenziale di 0 volt, a 100 m l'isopotenziale di 200MV e a contatto con la nube (supponiamo a 1km di altezza) l'isopotenziale di 2GV (gigavolt, un miliardo di volt) che, guarda caso, corrisponde proprio a quella che viene chiamata tensione di carica del condensatore. Altro numero importante è il valore vero e proprio del campo elettrico dato in V/m e che descrive l'entità della forza che cerca di ionizzare le molecole dell'aria e provocare la scintilla; in questo caso è 2MV/m ed è costante a tutte le quote.
Se non ci sono altri effetti, sul mare queste superfici sono esattamente orizzontali.
Ora mettiamo un minuscolo albero conduttore, alto 20m e molto vicino al mare. L'albero distorce le superfici isopotenziali per una ragione molto semplice ma che non approfondisco qui: le superfici isopotenziali non possono attraversarlo e devono per forza girarci attorno. In teoria le superfici che si trovavano tra i 0 e 20 metri possono girarci attorno o passando al di sopra o passando sotto; anche le superfici che si trovavano sopra i 20 metri saranno un po' modificate ma è abbastanza ovvio che man mano che ci si allontana dall'albero l'influenza sarà sempre più piccola. Già a - diciamo - dieci volte l'altezza dell'albero (200 m), le superfici saranno tornate ad essere quasi perfettamente orizzontali.
Ora consideriamo i due casi.
1) albero collegato al mare. In questo caso le superfici isopotenziali non hanno scelta, devono per forza distorcersi per passare sopra e per passarci devono "accalcarsi un po". Cerchiamo di fare qualche conto approssimato.
Le stesse superfici che prima passavano tra 0 e 100 metri, ora devono passare tra 20 e 100 metri; quindi nei primi 100 metri, il campo elettrico risultante aumenta un po', precisamente passa da 200MV/100m=2MV/m a 200MV/80m = 2.5 MV/m con un incremento del 22%. Forse un po' sovrastimato ma è effettivamente il noto effetto punte. Tenete presente che, secondo le mie ipotesi, al di sopra dei 100 m il campo elettrico non cambia.
2) albero non collegato al mare. Anche qui le superfici isopotenziali devono girare attorno ed "accalcarsi" ma possono passare anche sotto, tra l'albero e il mare; nessuno glie l'impedisce. Supponiamo che il passaggio sia alto 1 metro, come le facciamo passare? Prima ipotesi poco realistica ma che da un'idea: tutte le superfici isopotenziali che passavano tra 0 e 1 m prima di mettere l'albero continuano indisturbate orizzontali mentre tutte le altre tra 1 m e 100 m sono distorte come nel caso sopra. Il calcolo dei due campi elettrici risultanti è ovvio e si vede che, se la distanza della base dell'albero dal livello del mare è di questi ordini di grandezza, NEL QUADRO GENERALE non ci sono variazioni di rilevo rispetto al caso dell'albero collegato a terra.
Seconda ipotesi, più realistica: una parte maggiore di superfici isopotenziali è costretta a passare sotto, diciamo tutte quelle comprese tra 0m e 2m.
Anche in questo caso i conti sono piuttosto semplici e si vede che il campo elettrico raddoppia sotto l'albero e diminuisce leggermente al di sopra.
Si possono fare i vari sotto-casi ma si può senz'altro dire che quello che il campo elettrico guadagna da una parte lo perde dall'altra; IN MEDIA rimane uguale anche se la mia impressione, in base ai ragionamenti che ho appena descritto e non avevo mai fatto prima, è che non collegare l'albero a terra potrebbe in certi casi addirittura peggiorare in maniera grave la situazione nella parte sotto l'albero.

Probabilmente a questo punto mi sono già perso il 99% dei lettori (o degli studenti?) quindi faccio bene a chiudere. Ci rivediamo in classe, che è meglio...

Daniele

[IanSolo]

Per aggiungere qualcosa di concreto a tutto cio' che si e' detto finora questo e' il link ad uno studio sperimentale presentato alla conferenza "The 19th International Symposium on High Voltage Engineering, Pilsen, Czech Republic, August, 23 – 28, 2015". Lo studio e' inteso a valutare sperimentalmente su modelli in scala la corrispondenza fra l'analisi con il criterio delle "sfere" e l'analisi con il criterio "ellittico" per stimare l'efficacia protettiva del "cono" prodotto da aste metalliche poste a massa: Questo contenuto non e' visualizzabile da te Ospite. Se vuoi vederlo, REGISTRATI QUI .
buona lettura!

Allego anche la foto (un po' bruttina ma esplicita) di cosa ha fatto un fulmine che non ha trovato una facile e diretta strada verso il mare:
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immaginatevi una persona sulla sua traiettoria.. (per questa ragione ho tutto a terra con cavi adeguati). Naturalmente la probabilita' di avere cose del genere e' bassa (in parecchi decenni la mia barca e' stata colpita solo una volta) ma l'effetto e' troppo pericoloso per essere trascurato.

[silentisland]

Seguo con interesse questa discussione anche se non ho alcuna competenza in merito. Nella mia barca avrei difficoltà a realizzare un sistema efficace come avete ben descritto sopra. L'albero è poggiato in coperta e isolato. Anche se volessi collegarlo, non ho bulloni in chiaro tra pinna e scafo, nel senso che sono affogati e sigillati nella vetroresina. Comunque, preziosissime le vostre argomentazioni.

[IanSolo]

Non e' strettamente necessario che sia l'albero ad essere collegato a terra, molti cantieri collegano le lande delle sartie (come osservato da Luciano nel messaggio #142) quando queste sono metalliche e di buona sezione come frequentemente sono su barche da crociera. Il ritorno a terra puo' essere realizzato anche tramite l'asse dell'elica, non e' una delle migliori soluzioni (richiede un contatto strisciante che non e' certo gran cosa) ma e' sufficiente, in alternativa puo' essere usato, come molti descrivono, un cavo fissato al sartiame penzolante nell'acqua.

[spin]

(16-05-2019 23:35)IanSolo Ha scritto:  in alternativa puo' essere usato, come molti descrivono, un cavo fissato al sartiame penzolante nell'acqua.

Per una barca come la mia, con albero appoggiato in coperta, penso sia la soluzione più semplice. Al limite, un cavo volante (ma ben fissato per continuità elettrica) da immergere alla bisogna o quando ormeggiata.

[gc-gianni]

(16-05-2019 23:35)IanSolo Ha scritto:  Non e' strettamente necessario che sia l'albero ad essere collegato a terra, molti cantieri collegano le lande delle sartie (come osservato da Luciano nel messaggio #142) quando queste sono metalliche e di buona sezione come frequentemente sono su barche da crociera. Il ritorno a terra puo' essere realizzato anche tramite l'asse dell'elica, non e' una delle migliori soluzioni (richiede un contatto strisciante che non e' certo gran cosa) ma e' sufficiente, in alternativa puo' essere usato, come molti descrivono, un cavo fissato al sartiame penzolante nell'acqua.

se ho ben capito si vuol far passare la corrente di un fulmine attraverso questo collegamento?
ricordo che In base alla norma tecnica IEC 60479-1 la soglia di tensione minima considerata pericolosa è di 120 V in corrente continua e 50 V in corrente alternata.

[Beppe222]

(17-05-2019 07:01)gc-gianni Ha scritto:  se ho ben capito si vuol far passare la corrente di un fulmine attraverso questo collegamento?
ricordo che In base alla norma tecnica IEC 60479-1 la soglia di tensione minima considerata pericolosa è di 120 V in corrente continua e 50 V in corrente alternata.

E quindi? ...

[Luciano53]

(17-05-2019 07:01)gc-gianni Ha scritto:  se ho ben capito si vuol far passare la corrente di un fulmine attraverso questo collegamento?
ricordo che In base alla norma tecnica IEC 60479-1 la soglia di tensione minima considerata pericolosa è di 120 V in corrente continua e 50 V in corrente alternata.

Io sono un "utente", ho letto con molto interesse le discussioni e credo che in Beneteau non siano proprio così asini se stabiliscono una continuità elettrica fra landa e chiglia.
Da quanto ho compreso è meglio avere lo scarico a mare che non averlo, per quello che costa in termini di realizzazione tecnica.
Poi è chiaro che è meglio stare in una baia al sole piuttosto che in mezzo ad un temporale con fulmini a volontà, ma questa è un'altra storia.

[enio.rossi]

Per chi ha albero in coperta, i cavi per congiungere le batterie, quelli volanti coi coccodrilli alle estremità, attaccati alla sartie ed fatti arrivare fino all'acqua potrebbero rappresentare una soluzione? O non sono abbastanza diretti, considerando le curve che devono fare?

[gc-gianni]

(17-05-2019 08:22)Beppe222 Ha scritto:  E quindi? ...

quindi conviene fare questo collegamento per raccogliere scariche atmosferiche con valori di corrente che vengono sopportate da questo sistema e che non creino tensioni di passo e di contatto superiori ai valori indicati
altrimenti conviene far conto della maggiore probabilità di non venire colpiti dal fulmine, o meglio da una scarica secondaria del fulmine, tenendo tutto isolato. probabilità che aumenta col diminuire del valore della scarica
ma qui entriamo nel campo della matematica statistica
vorrei non tornare più su questo argomento dal quale ci stiamo girando attorno da diversi anni

[IanSolo]

(17-05-2019 08:37)enio.rossi Ha scritto:  Per chi ha albero in coperta, i cavi per congiungere le batterie, quelli volanti coi coccodrilli alle estremità, attaccati alla sartie ed fatti arrivare fino all'acqua potrebbero rappresentare una soluzione? O non sono abbastanza diretti, considerando le curve che devono fare?

E' un sistema che non ha particolari controindicazioni a patto che i morsetti siano di grossa sezione e la parte metallica in acqua sia di superficie abbastanza ampia (a naso direi almeno un mezzo metro di cavo scoperto). Il tutto pero' previo controllo con un tester che NON vi sia collegamento fra sartiame o albero e motore poiche' anni fa' alcuni cantieri collegavano stralli o sartie con cavi ben nascosti nello scafo al blocco motore usandone la parte immersa (asse dell'elica ed elica stessa) come ritorno a terra: in questo caso dei cavi collegati come descritto comporterebbero praticamente la certezza di avvio di corrosioni galvaniche. La misura con il tester se non c'e' il collegamento albero-motore potrebbe non dare un valore infinito di resistenza a causa dell'umidita' comunque presente in una barca, e' sufficiente pero' che si constati una resistenza piu' alta di 1MegaOhm almeno (che comporterebbe correnti di pochi microampere abbastanza basse da non essere rilevanti per la corrosione).
Il collegamento di terra come protezione da fulmini alle lande (quindi attraverso il sartiame) e' molto comune nelle realizzazioni dei grandi cantieri e se effettuato nel punto in cui arriva una sartia di adeguata sezione e' conforme alla normativa.

[danielef]

(17-05-2019 09:26)gc-gianni Ha scritto:  altrimenti conviene far conto della maggiore probabilità di non venire colpiti dal fulmine, o meglio da una scarica secondaria del fulmine, tenendo tutto isolato. probabilità che aumenta col diminuire del valore della scarica
ma qui entriamo nel campo della matematica statistica
vorrei non tornare più su questo argomento dal quale ci stiamo girando attorno da diversi anni

Ben venga il tuo "vorrei non tornare più su questo argomento..." però lasciami dire l'ultima parola.

Mi pare che qui abbiamo veramente perso un sacco di tempo... li leggi gli interventi?
La matematica statistica, che è una vera scienza nonostante tu non lo creda, suggerirebbe esattamente il contrario di quello che insisti a consigliare.

Mi sembra che tu sia un esperto di sezioni di cavi elettrici, collegamenti, piattine, interruttori magnetotermici, etc. sui quali non mi azzarderei mai ad intervenire per contraddirti. Aggiungo molto gentilmente: non pensi che sarebbe opportuno attenerti alle tue conoscenze tecniche - che, realmente e sinceramente, rispetto e considero importanti - e non emettere sentenze in aree al di fuori delle tue competenze? Specialmente se si tratta di argomenti che mettono a rischio la vita umana.

Daniele

[Beppe222]

(17-05-2019 09:39)IanSolo Ha scritto:  E' un sistema che non ha particolari controindicazioni a patto che i morsetti siano di grossa sezione

Però, il dubbio, è che un morsetto, per quanto grosso, potrebbe avere una piccola superficie di contatto con la sartia.
Soprattutto se i morsetti sono del tipo "scatolato" (tipico dei morsetti per ponticellare batterie).

[gc-gianni]

(17-05-2019 11:32)danielef Ha scritto:  Ben venga il tuo "vorrei non tornare più su questo argomento..." però lasciami dire l'ultima parola.

Mi pare che qui abbiamo veramente perso un sacco di tempo... li leggi gli interventi?
La matematica statistica, che è una vera scienza nonostante tu non lo creda, suggerirebbe esattamente il contrario di quello che insisti a consigliare.

Mi sembra che tu sia un esperto di sezioni di cavi elettrici, collegamenti, piattine, interruttori magnetotermici, etc. sui quali non mi azzarderei mai ad intervenire per contraddirti. Aggiungo molto gentilmente: non pensi che sarebbe opportuno attenerti alle tue conoscenze tecniche - che, realmente e sinceramente, rispetto e considero importanti - e non emettere sentenze in aree al di fuori delle tue competenze? Specialmente se si tratta di argomenti che mettono a rischio la vita umana.

Daniele

non voglio proseguire su questi discorsi e nemmeno commentare le conoscenze tecniche di nessuno, grazie