أحد صفحات التقدم العلمي للنشر
علوم

حماية أعمدة الصواعق

كيف تغير هذه البنى الحيوية الموجودة في المباني الشاهقة مسار البرق

صاعقة‭ ‬البرق‭ ‬هي‭ ‬دفعة‭ ‬سريعة‭ ‬وعابرة‭ ‬لكنها‭ ‬قوية‭ ‬جداً‭ ‬من‭ ‬الشحنات‭ ‬الكهربائية‭ ‬عبر‭ ‬السماء. ‬وتبدو‭ ‬ضربات‭ ‬الطاقة‭ ‬هذه‭ ‬كأنها‭ ‬خنجر‭ ‬يستهدف‭ ‬الأرض،‭ ‬لكنها‭ ‬مجرد‭ ‬إعادة‭ ‬توزيع‭ ‬للشحنة‭ ‬الكهربائية. ‬لكنك‭ ‬إذا‭ ‬وجدت‭ ‬في‭ ‬المكان‭ ‬الخطأ‭ ‬في‭ ‬الوقت‭ ‬الخطأ،‭ ‬فقد‭ ‬تكون‭ ‬ضارة‭ ‬جداً. ‬إذا‭ ‬ضرب‭ ‬البرق‭ ‬مبنى،‭ ‬فهناك‭ ‬خطر‭ ‬كبير‭ ‬من‭ ‬اندلاع‭ ‬حريق‭ ‬حيث‭ ‬ستنطلق‭ ‬ملايين‭ ‬الفولتات‭ ‬من‭ ‬النظام‭ ‬الكهربائي‭ ‬للمبنى‭.‬

هل‭ ‬كنت‭ ‬تعلم؟‭ ‬ذات‭ ‬مرة،‭ ‬ضربت‭ ‬الصواعق‭ ‬مبنى‭ ‬إمباير‭ ‬ستيت‭ ‬ثماني‭ ‬Empire State Building مرات‭ ‬خلال‭ ‬24‭ ‬دقيقة‭.‬
أعمدة الصواعق
يُضرب مانع الصواعق في مبنى إمباير ستيت ما بين 25 و100 مرة في السنة
أعمدة الصواعق
عادة ما تكون قضبان الصواعق في المنازل المنخفضة الارتفاع صغيرة نسبياً

من‭ ‬التهديدات‭ ‬الأخرى‭ ‬للبرق‭ ‬على‭ ‬المباني،‭ ‬نجد‭ ‬تأثير‭ ‬موجات‭ ‬الصدمة‭ ‬الناتجة. ‬عندما‭ ‬يسخّن‭ ‬البرق‭ ‬الهواء‭ ‬بسرعة،‭ ‬فإنه‭ ‬ينتج‭ ‬موجات‭ ‬صادمة‭ ‬بطول‭ ‬مساره. ‬وتمتلك‭ ‬هذه‭ ‬الموجات‭ ‬طاقة‭ ‬تكفي‭ ‬لإتلاف‭ ‬الخرسانة‭ ‬والطوب‭ ‬القوي‭ ‬الذي‭ ‬شيّد‭ ‬به‭ ‬المبنى. ‬لحمايتك‭ ‬وحماية‭ ‬منزلك‭ ‬والمباني‭ ‬الأخرى‭ ‬من‭ ‬هذا‭ ‬التدمير‭ ‬المحتمل،‭ ‬يمكن‭ ‬لقضبان‭ ‬الصواعق‭ ‬Lightning‭ ‬rods‭ ‬أن‭ ‬تتحكم‭ ‬في‭ ‬مسار‭ ‬هذه‭ ‬الشحنات‭ ‬الكهربائية‭.‬

هل كنتَ تعلم؟ يمكن لضربة صاعقة واحدة أن تحمل شحنة قدرها 300 مليون فولت
وهي‭ ‬قضبان‭ ‬معدنية‭ ‬كبيرة‭ ‬تمتد‭ ‬إلى‭ ‬ما‭ ‬بعد‭ ‬أعلى‭ ‬نقطة‭ ‬في‭ ‬المبنى‭ ‬وإلى‭ ‬الأرض‭ ‬أسفلها. ‬يضمن‭ ‬هذا‭ ‬المسار‭ ‬المباشر،‭ ‬والمصنوع‭ ‬من‭ ‬مادة‭ ‬موصلة،‭ ‬أن‭ ‬تنجذب‭ ‬الصواعق‭ ‬إلى‭ ‬القضيب‭ ‬أولاً‭ ‬متجاوزة‭ ‬بقية‭ ‬المبنى. ‬فعلى‭ ‬الرغم‭ ‬من‭ ‬أننا‭ ‬لا‭ ‬نمتلك‭ ‬القدرة‭ ‬أو‭ ‬التكنولوجيا‭ ‬لمعرفة‭ ‬متى‭ ‬وأين‭ ‬سيضرب‭ ‬البرق‭ ‬بالضبط،‭ ‬إلا‭ ‬أننا‭ ‬باستخدام‭ ‬قضبان‭ ‬الصواعق‭ ‬يمكننا‭ ‬إجبارها‭ ‬على‭ ‬اتباع‭ ‬أقل‭ ‬الطرق‭ ‬ضرراً‭ ‬حول‭ ‬الهياكل‭ ‬المعرضة‭ ‬للخطر‭.‬


أعمدة الصواعق
كتب بنجامين فرانكلين عن تجربة الطائرة الورقية في رسالة إلى صديقه

متى‭ ‬اختُرعت؟

جاء‭ ‬الإلهام‭ ‬لاختراع‭ ‬قضبان‭ ‬الصواعق‭ ‬في‭ ‬القرن‭ ‬الثامن‭ ‬عشر،‭ ‬عندما‭ ‬كان‭ ‬العالم‭ ‬والأب‭ ‬المؤسس‭ ‬للولايات‭ ‬المتحدة،‭ ‬بنجامين‭ ‬فرانكلين ‭‬Benjamin Franklin‬، يطيّر‭ ‬طائرة‭ ‬ورقية‭ ‬أثناء‭ ‬عاصفة‭. ‬بعد‭ ‬أن‭ ‬ضرب‭ ‬البرق‭ ‬الطائرة‭ ‬الورقية‭ ‬وحرقها،‭ ‬بدأ‭ ‬فرانكلين‭ ‬يبحث‭ ‬في‭ ‬كيفية‭ ‬جذب‭ ‬البرق‭ ‬والتحكم‭ ‬في‭ ‬مساره.‬‭ ‬ففي‭ ‬عام‭ ‬1752‭ ‬أضاف‭ ‬مفتاحاً‭ ‬معدنياً‭ ‬لطائرته‭ ‬الورقية‭ ‬واكتشف‭ ‬أن‭ ‬البرق‭ ‬ينتقل‭ ‬إلى‭ ‬أسفل‭ ‬إلى‭ ‬المفتاح‭ ‬المعدني. ‬أثبت‭ ‬هذا‭ ‬جاذبية‭ ‬البرق‭ ‬للمعادن،‭ ‬ولأن‭ ‬تفريغ‭ ‬الكهرباء‭ ‬توقف‭ ‬عند‭ ‬المعدن،‭ ‬فقد‭ ‬عمل‭ ‬على‭ ‬حماية‭ ‬المواد‭ ‬المحيطة. ‬بعد‭ ‬سنة‭ ‬واحدة،‭ ‬استخدم‭ ‬فرانكلين‭ ‬النتائج‭ ‬التي‭ ‬توصل‭ ‬إليها‭ ‬عملياً‭ ‬عندما‭ ‬ركّب‭ ‬أول‭ ‬قضبان‭ ‬معدنية‭ ‬للصواعق‭ ‬في‭ ‬الولايات‭ ‬المتحدة‭.‬


5 حقائق عن‭ ‬الصواعق

1 ‬سرعة‭ ‬البرق
يستغرق‭ ‬الأمر‭ ‬55‭ ‬دقيقة‭ ‬لانتقال‭ ‬صاعقة‭ ‬من‭ ‬الأرض‭ ‬إلى‭ ‬القمر‭.‬

2 ‬نشاط‭ ‬عال
تضرب‭ ‬الصواعق‭ ‬بحيرة‭ ‬ماراكايبو‭ ‬Lake‭ ‬Maracaibo‭ ‬في‭ ‬فنزويلا‭ ‬بواقع‭ ‬28‭ ‬مرة‭ ‬في‭ ‬الدقيقة‭ ‬لمدة‭ ‬9‭ ‬ساعات‭ ‬يومياً‭ ‬في‭ ‬المتوسط‭ – ‬وهو‭ ‬أكثر‭ ‬من‭ ‬أي‭ ‬مكان‭ ‬آخر‭ ‬على‭ ‬وجه‭ ‬الأرض‭.‬

3 ‬شائعة‭ ‬بشكل‭ ‬مذهل
تحدث‭ ‬نحو‭ ‬3‭ ‬ملايين‭ ‬ضربة‭ ‬صاعقة‭ ‬كل‭ ‬يوم‭ ‬في‭ ‬معظم‭ ‬أنحاء‭ ‬العالم،‭ ‬مما‭ ‬ينتج‭ ‬1‭.‬4‭ ‬بليون‭ ‬صاعقة‭ ‬في‭ ‬السنة‭.‬

4 ‬حرارة‭ ‬مكثفة

عندما‭ ‬تنتقل‭ ‬الشحنة‭ ‬الكهربائية‭ ‬المتراكمة‭ ‬عبر‭ ‬المسار‭ ‬الرفيع‭ ‬لصاعقة‭ ‬البرق،‭ ‬قد‭ ‬تصل‭ ‬درجة‭ ‬حرارتها‭ ‬إلى‭ ‬خمسة‭ ‬أضعاف‭ ‬درجة‭ ‬حرارة‭ ‬سطح‭ ‬الشمس،‭ ‬أي‭ ‬نحو ‭ ‬º30,000س‭.‬

5 ‬تشكّل‭ ‬الزجاج‭ ‬الطبيعي
عندما‭ ‬يضرب‭ ‬البرق‭ ‬الرمال،‭ ‬يمكن‭ ‬أن‭ ‬يسبب‭ ‬اندماج‭ ‬الحبيبات‭ ‬معاً‭ ‬لصنع‭ ‬مادة‭ ‬تشبه‭ ‬الزجاج‭.‬

بقلم:‬‭ ‬إيلسا‭ ‬هارفي

مقالات ذات صلة

اترك تعليقاً

لن يتم نشر عنوان بريدك الإلكتروني. الحقول الإلزامية مشار إليها بـ *

شاهد أيضاً
إغلاق
زر الذهاب إلى الأعلى