Cannoni antigrandine: utili o inutili?

Con l'arrivo dell'estate arrivano anche i temporali, e con essi la temuta grandine.
Ecco allora che le nostre colline si animano di boati del tutto particolari: quelli dei cannoni antigrandine.
Ma cosa sono questi cannoni e quale sarebbe il loro scopo?
Per rispondere a queste domande occorre fare un passo indietro.
Innanzitutto bisogna dire che questi cannoni sono di due tipi:
- quelli che si propongono lo scopo di frantumare il chicco di grandine già formato mediante onde d'urto acustiche (i più comuni ed utilizzati);

- quelli che si propongono di prevenire la formazione della grandine sparando in quota dei "fumi" (in genere ioduro d'argento) che dovrebbero favorire la condensazione diffusa di tante piccole gocce d'acqua e, quindi, impedire la formazione dei grossi chicchi.


Fu Albert Stiger, sindaco della città austriaca di Windisch-Feistritz, noto viticultore che nel 1896 concepì un primo cannone antigrandine la cui base di funzionamento era di tipo acustico.
Il principio di funzionamento dei cannoni consiste nella frantumazione del chicco di grandine mediante onde d'urto acustiche che dovrebbero favorire la cavitazione. La teoria della cavitazione venne ideata dal fisico italiano G.B.Venturi, e afferma che l'enorme alterazione della pressione dovuta al passaggio di una fortissima onda d'urto è in grado di creare sacche di vapore all'interno delle gocce di pioggia e vaporizzare piccole gocce d'acqua eventualmente intrappolate all'interno dei chicchi di grandine. Una volta passata l'onda, le sacche di vapore createsi non trovano più le condizioni termodinamiche per resistere alla tensione superficiale del liquido ed implodono , rompendo in pezzi più piccoli sia le gocce di pioggia, sia i chicchi di grandine.

Questo in teoria, ma nella pratica cosa è emerso?
Nell'estate del 1896 Stigere mise in servizio sei cannoni e quell'anno non venne grandine... Sull'onda dell'entusiasmo l'anno successivo altri trenta cannoni furono installati nelle vicinanze, e anche quell'anno non ci fu grandine. Nel 1899 già duemila cannoni antigrandine tuonavano nel nord Italia; e giunsero a settemila installazioni nel 1900; il cannone "Stiger" cominciò a diffondersi anche in Russia, Spagna, America ed Australia. Ma pochi anni dopo i risultati cominciarono ad essere contraddittori: in alcune località equipaggiate di cannoni si registrò meno grandine, in altre di più. La spiegazione fu prontamente trovata attribuendo i risultati negativi a un insufficiente o maldestro uso dei cannoni. Nel 1902 il governo austriaco ancora non era convinto dell'efficacia del metodo, inoltre era preoccupato dell'elevato numero di incidenti causati dai cannoni: nella sola campagna del 1900, per esempio, vi
furono undici morti e sessanta feriti. Nel 1902 a Graz una conferenza internazionale fu così chiamata a valutare la funzionalità di questo approccio di difesa attiva contro la grandine, e concluse che il metodo non poteva essere ritenuto valido se non a fronte di una verifica statisticamente probante. Furono scelte due aree test, una in Austria (Windisch-Feistritz) e l'altra in Italia (Castel-Veneto), e dopo due anni di attività l'inefficacia dei cannoni nel prevenire la grandine fu definitivamente dimostrata dall'occorrenza di alcune tempeste distruttive su entrambe le aree.
Nella relazione commissionata nel 1981 dalla regione Emilia-Romagna ad alcuni tecnici e scienziati, vengono citati studi effettuati in importanti centri di ricerca francesi (Groupement Interdipartimental d'Etudes des Fléaux Atmosphériques di Valence e l'Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers di Parigi) che dimostrano come la pressione esercitata dall'onda d'urto proveniente dal cannone risulti, sopra la sua verticale e a soli 100 metri di altezza, di circa 1,5hPa, mentre crolla a 0,033hPa a 4km di altezza.
Questo cosa significa in parole povere? Analizziamo meglio questi dati.
A 100 metri di altezza il cannone sviluppa una pressione di 1,5hPa, che è pari ad una forza di 0,0015N su ogni millimetro quadro di superficie. Il diametro medio di un chicco di grandine in Italia risulta nell'ordine dei 10mm, il che significa che la forza esercitata dal cannone deve coprire una superficie sferica di circa 1300mm^2 per ogni chicco. Con un rapido calcolo, scopriamo così che, a 100 metri dal cannone, su ogni chicco l'onda d'urto agisce con una forza di 1,95N. Per dare un'idea concreta di cosa significhi tale valore, vi basti pensare che una forza del genere riesce a malapena a tenere sospesa in aria (e quindi a vincere la forza di gravità) una pallina da baseball (del peso di circa 200 grammi).
Risparmiandovi i calcoli, a 4000 metri dal cannone (dove l'onda d'urto sviluppa appena 0,033hPa di pressione) il solito chicco di grandine di 10mm è soggetto ad una forza complessiva di 0,043N, ovvero la forza necessaria per far restare sospesa in aria una piccola monetina da 10 centesimi di Euro (del peso di circa 4 grammi).
In aggiunta a questi dati, sapendo che:
a) la grandine, in Estate e alle nostre latitudini, si forma generalmente sopra i 5000 metri e ogni chicco pesa mediamente (ripeto, mediamente) 5-10 grammi;
b) in un temporale di medie dimensioni le correnti ascensionali e discensionali raggiungono e superano spesso velocità di 100km/h e sono quindi capaci di trascinare oggetti pesanti fino a qualche decina di chili;
c) un temporale di medie dimensioni si estende in altezza per 6-10 chilometri e in larghezza per qualche chilometro;
Risulta evidente il fatto che:
a) il cannone ad onda d'urto non riesce minimamente ad innescare fenomeni di cavitazione, nemmeno a 100 metri di distanza da se stesso (per l'innesco del fenomeno deve crearsi un abbassamento di pressione fulmineo e davvero importante, che si riesce ad avere solo con forze e velocità di diversi ordini di grandezza maggiori di quelle create dal cannone);
b) il volume d'aria coperto da una serie di cannoni (in altezza ed in larghezza) risulta molto modesto rispetto al sollevamento di masse d'aria caldo-umide che caratterizzano l'evoluzione di un temporale;
c) le enormi forze in gioco in un temporale (calore latente, vento, fulmini, tuoni) fanno sì che l'attività del cannone non riesca minimamente ad influenzare nemmeno le dinamiche generali all'interno della nube.
In provincia di Ferrara ne vennero installati numerosi esemplari alla fine degli anni '70, ma dopo diverse grandinate il loro uso venne interrotto. Stessa cosa alla periferia di Bologna.
Nella pubblicazione "Atti dei Seminari", volume edito nel 1988 dal Servizio Meteorologico Regionale a cura di F. Nucciotti, viene fatto notare che i cannoni detonanti vennero proposti in Italia come idea nuova, mentre incarnano un'idea vecchia di cent'anni, che a suo tempo tramontò per una allora evidente inefficacia contro la grandine, come è possibile verificare leggendo le cronache dell'epoca (anni 1904 e 1905).

I cannoni che i propongono di prevenire la formazione della grandine inseminando la nube con microscopiche particelle (ioduro d'argento) attraverso il lnacio di razzi. La scienza pare essere un po' più possibilista sull'efficacia della creazione di nuclei di condensazione (e, quindi, anche per prevenire una grandinata in formazione); esperimenti in questo senso sono stati compiuti in Russia, anche se l'obiettivo non era quello di evitare le grandinate, ma di "indurre" e, in un certo senso, "pilotare" una precipitazione piovosa.
Tuttavia, secondo gli esperti, anche questo metodo, in pratica, non funziona in quanto sarebbe efficace se l'"irrigazione" delle nubi avvenisse dall'alto, da mezzi aerei, in modo da "centrare" esattamente la nube, obiettivo difficilmente raggiungibile mediante il lancio di razzi da terra.
Inoltre, poiché questo sistema deve prevenire la formazione dei chicchi, dovrebbe avvenire tempestivamente nei primi istanti di formazione dei chicchi di ghiaccio nella nube potenzialmente grandinigena, e questo è quasi impossibile da osservare e valutare in tempo reale, se non con mezzi radar ad alta risoluzione che, però, dovrebbero essere integrati con mezzi di difesa aviotrasportati.

Nonostante questo antico sistema di lotta alla grandine sia già stato usato e studiato da un secolo, e nonostante molti studi ne dimostrino l'inefficacia, al giorno d'oggi stiamo assistendo ad un aumento del numero di questi cannoni.
Forse la disinformazione e il fatto che il fenomeno della grandine colpisca alcune aree e altre poco distanti no, fa ritenere utile questo strumento di difesa.

Ottimo post Ezio...

Grazie Mario, un po' lungo ma più corto non riuscivo a farlo.
Ho voluto affrontare questo tema, visto che si sente spesso parlare di questi cannoni.
In merito alla loro efficacia c'è chi dice "spostino" le precipitazioni verso altre zone (per renderti conto di cosa dovevano spostare domenica notte dai un occhio al video che ho inserito sul post del peggioramento del 17-18 luglio...) altri dicono possano addirittura far smettere di piovere. Un temporale non ha vita lunga, quindi se dopo un'ora non piove più è una cosa normale, ma c'è chi dice che se non sparavano pioveva per una notte intera....
Insomma c'è un po' di disinformazione anche su questo campo....

Ciao!
Proprio su questo tema è stato pubblicato un articolo scritto da me su "Il Castello", periodico del comune di Vidor. L'articolo è volto ad un pubblico che di questo argomento conosce poco o nulla...

I CANNONI ANTIGRANDINE: SERVONO?

Da alcuni anni ormai vengono impiegati nel territorio di Vidor 3 cannoni antigrandine. Questi dispositivi vengono azionati non appena ci siano le avvisaglie dell'arrivo di un temporale con l'obbiettivo di impedire la caduta della grandine o quantomeno ridurre le dimensioni del chicco e proteggere così le coltivazioni, principalmente i vigneti del Prosecco. Ma come funzionano? I cannoni installati nel comune di Vidor sono cannoni detonanti: generano delle onde d'urto, a livello del suolo, dirette verso la nube nell'intento di frantumare il chicco di grandine (tramite il fenomeno fisico detto cavitazione).
Sulla effettiva validità di questo strumento per proteggersi dalla grandine ci sono da sempre pareri contrastanti. Ma vediamo cosa dice la scienza in merito. All'interno di un articolo su Nimbus, rivista scientifica da anni attiva nel settore meteorologico e climatologico, si legge: I ricercatori antigrandine dell'Emilia Romagna affermano "la totale inefficacia dei cannoni antigrandine ad onda d'urto in qualsiasi versione, perché la sorgente dell'onda in tal caso è molto lontana dalla nube e quindi l'effetto dell'urto è inesistente". Studi svolti da parte del Groupement Interdipartimental d'Etudes des Fléaux Atmosphériques di Valence (Francia) e misure eseguite presso l'Ecole Nationale Supérieure d'Arts et Métiers di Parigi hanno confermato che l'onda di pressione di una esplosione generata dal cannone vale, a 40 metri dallo stesso, circa 3-4 millibar, mentre cade a 1,5 millibar a 100 metri, a 0,13 millibar a 1.000 metri e a 0,033 millibar a 4.000 metri. I livelli di pressione quindi non sono assolutamente sufficienti né per influenzare la dinamica della nube, né per causare effetti di cavitazione. Basta inoltre pensare che la grandine, alle nostre latitudini, si forma ad una altezza compresa tra i 6-7.000 metri ed i 10-11.000 metri. Per dare un'idea dei valori di pressione in gioco, si legge nell'articolo che a 4000 metri dal cannone il valore di pressione dell'onda sviluppata dallo stesso è pari a 0,033 millibar ovvero quanto quello sviluppato per esempio dal rumore di una strada tranquilla o di una conversazione tra due persone.
Proseguendo si legge: L'Osservatorio Geofisico dell'Università di Modena scrive in un comunicato che "non vi sono prove scientifiche dell'efficacia dei cannoni detonanti ad onda d'urto come mezzo di difesa antigrandine, mentre è stato più volte accertato che grandinate hanno interessato zone nelle quali erano in funzione detti sistemi". Quest'ultima affermazione trova riscontro anche nel nostro territorio: pur con i cannoni in funzione infatti anche quest'estate ci sono stati episodi di grandinate anche significative nel territorio del comune di Vidor.
Per concludere alcune note sul temporale e sul fenomeno della grandine. Nella stagione estiva i temporali che colpiscono il nostro territorio si estendono mediamente per 6-10 chilometri in altezza e per qualche chilometro in larghezza. Solo alcuni solitamente sono grandinigeni. Ricordiamo poi che la grandine colpisce di solito porzioni ristrette di territorio. Può accadere quindi che per alcuni anni un terreno non venga colpito così come che un altro terreno sia colpito anche due volte nell'arco della stessa stagione. Per affermare che il numero di grandinate in un territorio è mediamente diminuito bisogna quindi basarsi su statistiche ultradecennali.
Mia intenzione non è rispondere alla domanda del titolo ma esaminare la questione dei cannoni antigrandine da un punto di vista scientifico.

Matteo Piazza

... e bravo il nostro Matteo!

Ottimo articolo Matteo complimenti