شكل ابتكار مانعات الصواعق جدارَ حمايةٍ من أخطار المنعطفات الجوية المفاجئة وما تحمله معها من صواعقَ كافية لإشعال فتيل حريقٍ يمكن أن يشبَّ ليلتهم كل ما يعترض طريقه غير آبهٍ بكائنٍ حيٍّ أو جمادٍ. فما هي مانعات الصواعق وما الفائدة المرجوة من استخدامها!

تعريف مانعات الصواعق

عبارة عن قضيبٍ معدنيٍّ مدببٍ (عادةً ما يكون نحاسيًّا) يعلق على أسطح الأبنية والمنازل والأبراج، يبلغ قطره وسطيًّا حوالي 2 سنتمتر ويربط إلى قطعةٍ ضخمةٍ من النحاس أو أسلاك الألمنيوم، وتوصل إلى شبكةٍ مدفونةٍ تحت الأرض بواسطة كابلاتٍ منخفضة المقاومة (أقل من 10 أوم). تحمي مانعات الصواعق المباني من آثار الصواعق عن طريق اعتراض تياراتها وتوجيهها إلى الأرض.1

بما أن البرق يميل إلى ضرب أعلى نقطة في المنطقة، لذا توضع مانعات الصواعق في قمة المباني وعلى طول التلال. كما يمكن استخدامها في السفن بحيث تفرغ الشحنات في الماء بدلًا من الأرض.

غالبًا ما يسيء الناس فهم الهدف من مانعة الصواعق فيعتقدون أنها تجذب البرق؛ إلا أن الأفضل هو القول إن مانعة الصواعق توفر مسارًا ذا مقاومة منخفضة نحو الأرض التي يمكن استخدامها لتفريغ التيارات الكهربائية عند حدوث البرق.2

يختلف قطر كل من القضيب المعدني والكابل الموصول عليه اعتمادًا على ارتفاع المبنى ونوع المعدن المستخدم، وكلما ارتفع المبنى وجب زيادة قطر القضيب والأسلاك.

تاريخ مانعات الصواعق

في عام 1952 وخلال أحد أيام فيلادلفيا العاصفة، قام العالم والمخترع بنجامين فرانكلين بربط قطعةٍ معدنيةٍ بحبلٍ من الحرير الموصول إلى مفتاحٍ معدنيٍّ ووضعه بالقرب من يده، وبفضل هذه التجربة استطاع التوصل إلى أن الكهرباء استطاعت المرور عبر السلك الحريري إلى المفتاح وتطاير الشرر الكهربائي.

قال فرانكلين أن السحب مشحونة كهربائيًّا والصواعق عبارة عن تفريغٍ لهذه الشحنة الكهربائية الكبيرة، واكتشف أنه عندما تفرغ السحب الشحنات الكهربائية، وإن استطاعت إيجاد أيّ قناةٍ معدنيةٍ في طريقها للوصول إلى الأرض فإنها ستصل إليها وتتبدد، ونتيجةً لهذه التجربة استطاع فرانكلين في عام 1753 ابتكار مانعة الصواعق والتي أصبحت مع مرور الوقت أكثر ابتكارات الحماية شهرةً على مرِّ التاريخ.

مع الوقت، استطاع فرانكلين تطبيق فكرته على السفن بما في ذلك السفن الحربية البريطانية التي جهزت فيما بعد بسلاسلَ امتدت من أعلى الصواري الخشبية نحو البحر. وكان الهدف من مانعات الصواعق الفريدة تلك تبديد الطاقة الكهربائية بحيث تبقى الصواري سليمةً في حال حدوث البرق.3

أسباب استخدامها

توجد مجموعةٌ من الآثار المحتملة لضربات البرق منها الحرارية والفسيولوجية والكهروكيميائية وغيرها، وسنتحدث عن أبرزها هنا.

تحدث التأثيرات الحرارية بسبب ارتفاع درجة الحرارة التي تصل إليها القناة التي يتدفق خلالها البرق والتي قد تصل إلى حوالي 20 ألف درجة مئوية، والتي يمكن أن تسبب بدورها ضررًا كبيرًا للجسم الذي تصله.

أما الآثار المادّية والحيويّة، فتشمل التأثير على الكائنات الحية وتحدث نتيجة تفريغ الشحنات في الأرض، وقد وضعت مجموعة من المعايير واللوائح الدولية التي تعنى بآثار البرق والتي تصيغ مجموعةً من إجراءات السلامة للحدِّ من المخاطر الخاصة بضربات البرق.4

محاسن ومساوئ الأنواع المختلفة من مانعات الصواعق

يمكن إيرادها وفق الآتي:5

محاسنمساوئ
القضبان• مانعات الصواعق سهلة التثبيت.
• اقتصادية.
• وجودها لا يسبب مشكلة في مظهر المبنى العام.
• ذات حماية محدودة ولنطاق صغير.
• لا تصمد جيدًا في حال وضعها على صواري السفن.
الموصلات المتداخلة• الحد من الآثار الكهرومغناطيسية التي تؤثر على داخل المبنى، إذ تنتشر تيارات البرق على عدة موصلات باتجاه الأسفل.
• تساهم في تعديل الشحنات بين المباني والأرض.
• معقدة ومكلفة للتثبيت.
• غير مرغوبة التركيب بسبب شكلها غير المحبب على أسطح المباني.
الأسلاك المتسلسلة• الحد من الآثار الكهرومغناطيسية التي تؤثر على داخل المبنى، إذ تنتشر تيارات البرق على عدة موصلات باتجاه الأسفل.
• تساهم في تعديل الشحنات بين المباني والأرض.
• حماية المناطق المفتوحة.
• مانعات الصواعق هذه قد تكون معقدة ومكلفة للتثبيت أحيانًا.
• غير مرغوبة التركيب بسبب شكلها غير المحبب على أسطح المباني.
المانعات ذات البث الجوي • يمكن تثبيت الموصلات في مناطق خارجية.
• يمكن حماية العديد من المباني باستخدام نفس المانعة.
• تعمل على حماية المبنى والبيئة المحيطة في نفس الوقت.
• حماية المناطق المفتوحة.
• يمكن إخفاؤها بسهولة في المباني.
• الحد الأدنى لارتفاعها عن الأرض يبلغ 2 متر.

المراجع