Cum se formează un trăsnet și de ce este periculos pentru clădiri
Un trăsnet este una dintre cele mai spectaculoase și, totodată, mai distructive manifestări ale naturii. În doar câteva miimi de secundă, o descărcare electrică poate atinge temperaturi de aproape cinci ori mai mari decât suprafața Soarelui și poate provoca incendii, avarii structurale sau distrugerea completă a instalațiilor electrice dintr-o clădire.
În acest articol explicăm, pe înțelesul tuturor, cum se formează un trăsnet și de ce reprezintă un pericol real pentru locuințe și construcții.
Ce este, de fapt, un trăsnet?
Trăsnetul este o descărcare electrică puternică ce se produce între un nor de furtună și pământ (sau, uneori, între doi nori ori în interiorul aceluiași nor, caz în care vorbim mai degrabă despre fulger). Diferența dintre fulger și trăsnet este simplă: fulgerul este descărcarea vizibilă din atmosferă, iar trăsnetul este descărcarea care ajunge efectiv la sol sau la un obiect de pe pământ.
Un singur trăsnet poate transporta un curent de zeci de mii de amperi și tensiuni de ordinul
sutelor de milioane de volți — suficient pentru a topi metalul, a sparge betonul sau a aprinde
materialele inflamabile.
Cum se formează un trăsnet, pas cu pas
Formarea unui trăsnet este rezultatul unui proces de separare a sarcinilor electrice în
interiorul norilor de furtună. Iată etapele principale.
1. Formarea norilor de furtună (cumulonimbus)
Totul începe cu norii de tip cumulonimbus, giganții verticali ai atmosferei. Aerul cald și umed urcă rapid, se răcește la altitudine și formează picături de apă și cristale de gheață. În
interiorul norului există curenți puternici ascendenți și descendenți care mișcă necontenit
aceste particule.
2. Separarea sarcinilor electrice
Prin ciocnirile repetate dintre cristalele de gheață și picăturile de apă, particulele se încarcă
electric. În general, particulele mai ușoare și încărcate pozitiv sunt împinse spre partea
superioară a norului, iar cele mai grele, încărcate negativ, se adună în partea inferioară.
Astfel, norul devine un uriaș condensator natural: pozitiv sus, negativ jos.
3. Inducerea sarcinii la sol
Sarcina negativă acumulată la baza norului respinge electronii de la suprafața pământului și
induce o sarcină pozitivă pe sol și pe obiectele înalte de dedesubt: copaci, stâlpi, clădiri. Se creează astfel o diferență uriașă de potențial între nor și pământ.
4. Canalul conductor (liderul în trepte)
Când tensiunea devine suficient de mare pentru a învinge rezistența aerului, din nor coboară spre pământ un canal invizibil de aer ionizat, numit „lider în trepte” (stepped leader). Acesta
avansează în salturi, căutând drumul de cea mai mică rezistență.
5. Descărcarea de retur (return stroke)
Când liderul se apropie de sol, de pe obiectele înalte se ridică un canal ascendent de sarcină
pozitivă. În momentul în care cele două se întâlnesc, circuitul se închide și se produce
descărcarea de retur — fluxul luminos și extrem de puternic pe care îl vedem ca trăsnet.
Acesta încălzește instantaneu aerul până la aproximativ 30.000 °C, provocând dilatarea
explozivă care generează tunetul.
De ce lovește trăsnetul clădirile ?
Trăsnetul urmează întotdeauna calea de cea mai mică rezistență spre pământ. Obiectele
înalte, izolate sau bune conducătoare de electricitate sunt „ținte” preferate, deoarece
scurtează distanța dintre nor și sol. De aceea, clădirile — mai ales cele înalte, cu antene,
coșuri metalice sau structuri de metal — sunt deosebit de expuse. Factorii care cresc riscul ca o clădire să fie lovită:
Înălțimea — cu cât o construcție este mai înaltă, cu atât atrage mai ușor descărcarea. Poziția izolată — o casă pe un deal sau într-un câmp deschis este mai vulnerabilă decât una înconjurată de clădiri mai înalte.
Elementele metalice — antene, jgheaburi, acoperișuri metalice sau structuri de oțel
conduc curentul electric.
Prezența apei și a instalațiilor — țevile și cablajele oferă trasee prin care curentul se
poate propaga în interior.
De ce este periculos un trăsnet pentru clădiri
Un trăsnet care lovește o clădire poate provoca daune pe mai multe planuri, uneori simultan.
Incendii
Cel mai frecvent și mai grav pericol este incendiul. Energia enormă a trăsnetului poate
aprinde acoperișul, structura de lemn din pod sau materialele izolatoare. Un curent care
trece prin instalația electrică poate declanșa scântei și focare de incendiu chiar și în pereți.
Avarii structurale
Când trăsnetul lovește beton sau zidărie umedă, căldura intensă transformă brusc apa din
material în vapori. Presiunea rezultată poate fisura sau chiar arunca bucăți de perete, coșuri
de fum sau elemente de acoperiș.
Distrugerea instalațiilor electrice și electronice
Chiar și fără o lovitură directă, supratensiunea indusă de un trăsnet din apropiere se poate
propaga prin rețeaua electrică și poate „arde” prize, tablouri electrice, electrocasnice,
routere, televizoare sau sisteme de automatizare. Acesta este unul dintre cele mai
costisitoare tipuri de pagube.
Riscuri pentru persoane
Curentul se poate propaga prin instalațiile metalice, țevi sau cablaje, punând în pericol
persoanele care ating robinete, dușuri sau aparate electrice în timpul furtunii.
Cum protejăm o clădire împotriva trăsnetului
Vestea bună este că riscurile pot fi reduse semnificativ prin măsuri de protecție bine
gândite.
Sistemul de paratrăsnet
Cea mai eficientă protecție este instalația de paratrăsnet (sistemul de protecție împotriva
trăsnetului). Aceasta constă într-un dispozitiv de captare montat pe punctul cel mai înalt al
clădirii, conectat printr-un conductor la o priză de pământ. Rolul său este să „prindă”
descărcarea și să o dirijeze controlat spre sol, ocolind structura și interiorul clădirii.
Protecția instalației electrice
Montarea unor descărcătoare de supratensiune (dispozitive de protecție la supratensiune) în tabloul electric protejează aparatele împotriva vârfurilor de tensiune induse de trăsnet. Pentru electronice sensibile, prizele cu protecție la supratensiune oferă un strat suplimentar de siguranță.
Împământarea corectă
O priză de pământ corect dimensionată și verificată periodic este esențială. Fără o
împământare eficientă, chiar și cel mai bun paratrăsnet devine inutil.
Măsuri de comportament în timpul furtunii
Evită folosirea aparatelor conectate la priză în timpul unei furtuni intense.
Nu atinge robinete, țevi sau instalații metalice.
Deconectează echipamentele electronice valoroase dacă furtuna se apropie.
Întrebări frecvente despre trăsnete și clădiri.
Un paratrăsnet atrage trăsnetele?
Nu. Un paratrăsnet nu „atrage” descărcările, ci oferă un traseu sigur și controlat către
pământ atunci când un trăsnet ar lovi oricum clădirea. Rolul lui este de protecție, nu de atracție.
Este periculos să stai în casă în timpul unei furtuni?
O clădire solidă este, în general, mult mai sigură decât spațiul deschis. Riscul apare la
contactul cu instalațiile electrice, țevile sau aparatele conectate la priză, de aceea acestea
trebuie evitate în timpul furtunii.
Cât de fierbinte este un trăsnet?
Canalul unui trăsnet poate atinge aproximativ 30.000 °C, de aproape cinci ori mai mult
decât temperatura suprafeței Soarelui.
Ce fac dacă instalația electrică a fost afectată de un trăsnet?
Oprește alimentarea de la tabloul general și apelează un electrician autorizat pentru verificare. Nu folosi aparatele care ar fi putut fi afectate până când instalația nu este
verificată.
Concluzie
Trăsnetul se formează prin separarea sarcinilor electrice în norii de furtună și descărcarea
acestora spre pământ, urmând calea de cea mai mică rezistență. Tocmai de aceea clădirile
înalte sau izolate sunt deosebit de expuse. Pentru a preveni incendiile, avariile structurale și
distrugerea instalațiilor, un sistem de paratrăsnet corect instalat, împreună cu protecția la supratensiune și o împământare eficientă, reprezintă cea mai sigură soluție. Investiția în protecția împotriva trăsnetului este mică în comparație cu pagubele pe care o singură descărcare le poate provoca.