Protezione contro i fulmini. La sicurezza e la salute sul lavoro

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La possibilità di colpire un oggetto fulmine è in gran parte determinato dall'intensità dell'attività temporalesca nell'area in cui si trova e dipende dalle dimensioni e dalla configurazione dell'oggetto, dalla sua posizione, nonché dalle caratteristiche geologiche del territorio.

Esistono due tipi di effetti dei fulmini: primari, associati a un colpo diretto, e secondari, causati da induzione elettromagnetica ed elettrostatica. Con un impatto diretto possono verificarsi incendi, esplosioni, distruzione di strutture, lesioni alle persone, sovratensione sui fili della rete elettrica. L'intensità di corrente nel canale del fulmine raggiunge i 200 kA, la tensione è di 150 MB, la lunghezza della scintilla del fulmine è di centinaia e migliaia di metri, la temperatura sale a 6-000°C.

Fulmine Lineare È caratterizzato da valori molto elevati di correnti, tensioni e temperature di scarica, pertanto l'impatto del fulmine su una persona, di norma, termina con conseguenze molto gravi, solitamente la morte. In media, circa 3000 persone muoiono ogni anno a causa di un fulmine nel mondo e sono noti casi di sconfitta simultanea di più persone. La scarica del fulmine segue il percorso di minor resistenza elettrica. Poiché c'è meno distanza e resistenza elettrica tra un oggetto alto e una nuvola temporalesca, i fulmini tendono a colpire oggetti più alti. Un fulmine nel terreno o in un oggetto situato su di esso dipende dalla conduttività elettrica della superficie e degli strati di terreno sottostanti. I fulmini colpiscono le zone argillose e umide molto più spesso delle zone asciutte e sabbiose, poiché le prime hanno una maggiore conducibilità elettrica.

I fulmini, che colpiscono piante alte, colpiscono spesso alberi decidui (quercia, pioppo, salice, frassino), perché contengono molto amido. Tiglio, noce, faggio, conifere - abete rosso, abete, larice - contengono molti oli, quindi hanno più resistenza elettrica e hanno meno probabilità di essere colpiti dai fulmini. La frequenza dei fulmini che colpiscono un albero dipende dalla sua superficie, dalla qualità della chioma, della corteccia e dalla loro umidità. Le statistiche mostrano che su 100 alberi, il 27% del pioppo, il 20% del pero, il 12% del tiglio, l'8% dell'abete rosso e solo lo 0,5% del cedro sono colpiti dai fulmini.

Quando un fulmine colpisce, un albero si divide secondo il seguente meccanismo: la linfa dell'albero e l'umidità nell'area in cui passa la scarica evaporano istantaneamente e si espandono; questo crea enormi pressioni che lacerano il legno. Un effetto simile, accompagnato dalla dispersione di trucioli, può verificarsi quando un fulmine colpisce la parete di una struttura in legno. Pertanto, essere sotto un albero alto durante un temporale è pericoloso.

Una persona può essere colpita da un fulmine non solo con un colpo diretto, che è sempre fatale. Pericolosa è anche la tensione di gradino (p. 2.7), che si verifica quando la corrente di scarica del fulmine si propaga nel terreno. Il raggio dell'azione dannosa della tensione del gradino raggiunge i 30 metri. Anche i salti di scariche di fulmini e cariche indotte sono pericolosi. I salti di scariche si verificano da oggetti colpiti da un fulmine a oggetti situati nelle vicinanze. Ad esempio, una scarica può saltare da un albero alto a una persona, al muro di una casa, ecc., Se questi ultimi si trovano accanto all'albero. Le cariche vengono indotte su oggetti ben conduttori (ad esempio tralicci metallici, recinzioni, ecc.) Sotto l'azione del campo elettrico di una nuvola temporalesca. Pertanto, la presenza di una persona durante un temporale vicino a oggetti che sono spesso colpiti da fulmini (alberi ad alto fusto, alberi, grandi oggetti metallici, argilla e zone umide della terra) è pericolosa.

Essere in città durante un temporale è meno pericoloso che in aree aperte, poiché le strutture in acciaio e gli edifici alti fungono da parafulmini. I fulmini colpiscono spesso le persone che lavorano sul campo, i turisti. È pericoloso trovarsi sopra o vicino all'acqua durante un temporale, poiché l'acqua e il terreno vicino all'acqua hanno un'elevata conduttività elettrica e sono spesso colpiti dai fulmini.

Allo stesso tempo, trovarsi all'interno di edifici in cemento armato, strutture metalliche (ad esempio garage metallici) durante un temporale è sicuro per l'uomo. Una superficie elettricamente conduttiva completamente o parzialmente chiusa forma la cosiddetta camera di Faraday, all'interno della quale non può formarsi un potenziale significativo e pericoloso per l'uomo. Pertanto, i passeggeri all'interno di un'auto con carrozzeria interamente in metallo, un tram, un filobus, un vagone ferroviario sono al sicuro durante un temporale finché non escono e aprono i finestrini. I fulmini lineari sono molto spesso la causa degli incendi. Gli incendi boschivi, gli incendi di edifici residenziali e industriali, soprattutto nelle zone rurali, provocano ingenti danni materiali e possono essere causa di morte. A questo proposito, è necessario adottare misure speciali per proteggersi dai danni causati da fulmini lineari.

Se la natura del fulmine lineare è sufficientemente studiata e il suo comportamento è prevedibile, allora la natura fulmine globulare non è ancora del tutto chiara, e il suo comportamento non sempre trova una spiegazione. Sebbene la probabilità di colpire una persona con un fulmine globulare sia ridotta, rappresenta un serio pericolo, poiché non esistono metodi e regole affidabili per proteggersi da esso. Può apparire improvvisamente ovunque, anche al chiuso. Entra spesso negli edifici attraverso tubi, finestre e porte aperte. La dimensione del fulmine globulare può variare da pochi centimetri a diversi metri. Di solito i fulmini globulari galleggiano o rotolano facilmente dal suolo, a volte saltano. I fulmini globulari reagiscono al vento, alle correnti d'aria, alle correnti d'aria ascendenti e discendenti. I fulmini globulari possono apparire e scomparire senza causare danni a una persona o a una stanza. Qualsiasi contatto con una persona porta a gravi lesioni, ustioni e nella maggior parte dei casi alla morte. I fulmini globulari spesso esplodono. L'onda d'aria risultante può ferire una persona o portare alla distruzione. Si ritiene che i fulmini globulari abbiano una temperatura di circa 5000°C e possano provocare un incendio.

Protezione antifulmine è un insieme di misure di protezione contro le scariche di elettricità statica atmosferica, garantendo la sicurezza delle persone, la sicurezza di edifici e strutture, attrezzature e materiali da incendi, esplosioni e distruzioni. La probabilità che un fulmine colpisca un oggetto a terra è tanto maggiore quanto più alto è l'oggetto.

Una delle principali misure di protezione contro i fulmini è un dispositivo parafulmini. Alzandosi sopra gli oggetti, assumono gli scarichi di una nuvola temporalesca. I parafulmini creano una zona di protezione, uno spazio all'interno del quale non si verificano fulmini parafulmine, calata, assicurare il passaggio della corrente di scarica attraverso di esso al dispositivo di messa a terra, e il dispositivo di messa a terra. Esistono diversi tipi di parafulmini: asta, rete, cavo; singolo, doppio, multiplo; indipendente, autonomo; isolato dall'oggetto e non isolato. I parafulmini a barra e cavo sono installati su supporti separati o su supporti associati alla struttura della struttura. I parafulmini a rete sono posati sul tetto dell'edificio (Fig. 7).

La protezione contro i fulmini si basa sulla proprietà dei fulmini di colpire le strutture metalliche più alte e ben messe a terra. Il parafulmine è costituito da tre parti principali (Fig. 8): un parafulmine (1) che percepisce un fulmine, una calata (2) che collega il parafulmine a un elettrodo di terra (3), attraverso il quale scorre la corrente del fulmine nel terreno. Il parafulmine è posizionato sull'albero (4).

Fig.7. Disposizione dei parafulmini: 1 - cavo, 2 - cavo, 3 - rete

Fig.8. Parafulmine a barra 1 - parafulmine, 2 - conduttore discendente, 3 - messa a terra, 4 - albero

I più comuni sono i parafulmini a barra e cavo. In base al numero di parafulmini, i parafulmini sono divisi in singoli, doppi e multipli.

In prossimità del parafulmine si forma una zona di protezione, cioè uno spazio all'interno del quale è assicurata, con un elevato grado di affidabilità, la protezione di un edificio o di qualsiasi altro oggetto dalla fulminazione diretta. Il grado di protezione in quest'area è superiore al 95%. Ciò significa che su 100 fulmini sull'oggetto protetto, sono possibili meno di 5 casi di fulmini diretti, il resto dei fulmini verrà ricevuto dal parafulmine. La zona di protezione di un parafulmine a parafulmine singolo è limitata dai generatori di due coni, uno dei quali ha un'altezza h pari all'altezza del parafulmine e il raggio della base R= 0,75k, e l'altro - un'altezza di 0,8k e un raggio di base di 1,5k (con il raggio di base del secondo cono R=k fornisce un'efficienza di protezione del 99%).

Parafulmine I parafulmini sono realizzati in acciaio di qualsiasi profilo, generalmente rotondo, con una sezione trasversale di almeno 100 mm2 e una lunghezza di almeno 200 mm. Sono verniciati per proteggere dalla corrosione. Parafulmini di filo parafulmini sono realizzati con fili metallici con un diametro di circa 7 mm.

Le calate devono essere in grado di sopportare il calore di correnti di fulmine molto elevate per un breve periodo di tempo, quindi è necessaria poca resistenza. La sezione trasversale delle calate in aria deve essere di almeno 48 mm2 e nel terreno - 160 mm2.

Se il parafulmine è fissato sul tetto dell'edificio, le strutture metalliche e gli accessori dell'edificio, ad esempio le scale metalliche situate all'esterno dell'edificio e che conducono al tetto, possono essere utilizzate come calate. I conduttori di discesa devono essere collegati saldamente al parafulmine e all'elettrodo di terra.

I conduttori di messa a terra sono l'elemento più importante nel sistema di protezione contro i fulmini. Forniscono una resistenza sufficientemente bassa alla diffusione della corrente di fulmine nel terreno. Come conduttore di messa a terra, è possibile utilizzare tubi metallici sepolti nel terreno a una profondità di 2-2,5 m, piastre, bobine di filo e rete, pezzi di raccordi metallici.

I parafulmini sono installati sulle colline per accorciare il percorso del fulmine e aumentare le dimensioni della zona di protezione. I parafulmini proteggono tutti gli edifici pubblici, edifici per la conservazione di valori materiali, singoli edifici situati in collina, valori storici e culturali. Particolare attenzione è rivolta alla protezione contro i fulmini degli impianti di stoccaggio di materiali infiammabili ed esplosivi, liquidi e gas infiammabili. Per fare ciò, vengono utilizzati più parafulmini installando una pluralità di parafulmini lungo il contorno dello spazio protetto.

Alunni e studenti dovrebbero avere familiarità con le precauzioni contro l'essere colpiti da un fulmine. Prima di tutto, devi essere in grado di prevedere l'avvicinarsi di un temporale. In presenza di segnali di temporale è meglio astenersi dal recarsi nel bosco, al campo o al bacino idrico, si consiglia di non allontanarsi da casa. Se si sentono scoppi di tuono lontani e sono visibili lampi, è possibile determinare la distanza approssimativa dal luogo dell'attività del temporale in base all'intervallo di tempo tra il lampo e il primo rombo di tuono. Vediamo un lampo quasi immediatamente, poiché la luce viaggia a una velocità di 300 km/s. La velocità di propagazione del suono nell'aria è di 000 m / s, ovvero in circa 344 secondi il suono percorre 3 chilometro. Pertanto, dividendo per 1 il tempo in secondi tra il lampo e il primo tuono che lo ha seguito, determiniamo la distanza approssimativa in chilometri dal temporale. Se questi intervalli di tempo diminuiscono, si sta avvicinando un temporale e devono essere prese misure protettive. Il fulmine è pericoloso quando segue immediatamente un lampo di tuono, cioè una nuvola temporalesca è sopra di te e il pericolo di un fulmine è maggiore.

Azioni prima e durante un temporale:

1. Non uscire di casa, chiudere finestre, porte e camini, fare attenzione che non ci siano correnti d'aria che possano attirare fulmini globulari. Durante un temporale, non dovresti riscaldare la stufa, poiché il fumo che esce dal camino ha un'alta conduttività elettrica e aumenta la probabilità che un fulmine colpisca il camino che sale sopra il tetto.

2. Durante un temporale, tenersi lontano da cavi elettrici, antenne, finestre, porte e altri oggetti legati all'ambiente esterno. Non dovresti stare vicino al muro, sul lato esterno del quale c'è un albero alto a una distanza inferiore a 3 m, poiché quando un fulmine colpisce un albero, una scarica di fulmini può saltare sul muro della casa.

3. Radio e TV devono essere scollegate dalla rete, non devono essere utilizzati apparecchi elettrici e telefoni.

4. Se un temporale ti ha sorpreso mentre cammini, devi nasconderti nell'edificio più vicino. I temporali sono particolarmente pericolosi sul campo. Quando cerchi un riparo, opta per una struttura metallica grande o con struttura metallica, una residenza o un'altra struttura protetta da un parafulmine.

5. Se non è possibile nascondersi in un edificio, non dovresti nasconderti in piccoli capannoni, sotto alberi solitari.

6. Non puoi trovarti su colline e luoghi aperti non protetti, vicino a recinzioni metalliche o in rete, oggetti metallici di grandi dimensioni, linee elettriche, pareti bagnate, messa a terra di parafulmini, ecc.

7. In assenza di riparo, è necessario sdraiarsi a terra; in questo caso, si dovrebbe dare la preferenza al terreno sabbioso asciutto, lontano dal bacino idrico.

8. Fitta foresta senza singoli alberi ad alto fusto: buona protezione durante un temporale. Se un temporale ti ha sorpreso nella foresta, devi metterti al riparo in un pezzo di foresta sottodimensionata. Non puoi nasconderti sotto alberi ad alto fusto, specialmente pini, querce, pioppi. È meglio trovarsi a una distanza superiore a 30 m da un singolo albero alto. È necessario prestare attenzione agli alberi: ci sono alberi precedentemente colpiti da un temporale. Un segno caratteristico di un fulmine è un albero diviso. È meglio stare lontano da un albero colpito o da un'area forestale con un gran numero di alberi colpiti. L'abbondanza di alberi colpiti dai fulmini indica che il terreno in quest'area ha un'elevata conduttività elettrica ed è molto probabile che si verifichi un fulmine in questa zona.

9. Durante un temporale, non puoi essere in acqua e vicino all'acqua: nuota, pesca. Devi allontanarti dalla costa.

10. In montagna, devi stare lontano da creste montuose, rocce aguzze e cime imponenti. Quando ti avvicini a un temporale in montagna, devi scendere il più in basso possibile. Oggetti metallici - ganci da arrampicata, piccozze, pentole, coltelli, ecc. Devono essere raccolti in uno zaino e calati su una corda a 20-30 m lungo il pendio dal luogo.

11. Durante un temporale, non praticare sport all'aria aperta, non correre, perché si ritiene che il movimento veloce "attiri" i fulmini.

12. Se sei in bicicletta o in moto durante un temporale, fermati e attendi che il temporale finisca a una distanza di circa 30 m dal veicolo.

13. Se un temporale ti ha colto in macchina, non devi lasciarlo. È necessario chiudere i finestrini e abbassare l'antenna dell'auto. Si sconsiglia di guidare durante un temporale, poiché un temporale è solitamente accompagnato da un acquazzone che compromette la visibilità sulla strada e un lampo può accecare e provocare paura e, di conseguenza, un incidente.

14. Quando si incontra un fulmine globulare, non si dovrebbe mostrare alcuna aggressività nei suoi confronti, se possibile, si dovrebbe rimanere calmi e non muoversi. Non c'è bisogno di avvicinarsi a lei, toccarla con qualcosa, poiché potrebbe verificarsi un'esplosione. Non dovresti scappare dal fulmine globulare, poiché puoi trascinarlo insieme al flusso d'aria che si è verificato.

In caso di infortunio, la vittima deve ricevere immediatamente la stessa assistenza di ustioni e scosse elettriche.

Autori: Volkhin S.N., Petrova S.P., Petrov V.P.

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