Είμαστε ασφαλείς σε αυτοκίνητο ή αεροπλάνο όταν εκδηλώνονται κεραυνοί;

Πολλοί φίλοι αναγνώστες του News 24/7 μπορεί να έχουν θορυβηθεί στην είδηση της πυρκαγιάς που εκδηλώθηκε σε λεωφορείου του ΚΤΕΛ Έβρου, που εκτελούσε το δρομολόγιο Αλεξανδρούπολη-Ορεστιάδα και στο οποίο -κατά τη διάρκεια καταιγίδας- έπεσε κεραυνός με αποτέλεσμα να τυλιχτεί στις φλόγες.

Παρά το γεγονός της εκδήλωσης πυρκαγιάς παρακάτω θα τεκμηριώσουμε γιατί είναι ασφαλές να βρισκόμαστε στο αυτοκίνητό μας κατά τη διάρκεια μίας καταιγίδας. Θα απαντήσω με απλά παραδείγματα αλλά εκ προοιμίου θα σας αναφέρω ότι τα ελαστικά του αυτοκινήτου δεν μας προστατεύουν όπως πολλοί πιθανώς νομίζουν.

Θα δώσω δύο απλά παραδείγματα-πειράματα που χωρίς πολλά λόγια μπορούμε να κατανοήσουμε το φαινόμενο της επαγωγής των ηλεκτρικών φορτίων.

1. Το πείραμα του Faraday με τον κάδο του πάγου

(a) Μία φορτισμένη αγώγιμη σφαίρα αναρτάται με ένα μονωτικό νήμα έξω από ένα αγώγιμο δοχείο πάνω σε μονωτικό στήριγμα.

(b) Η σφαίρα οδηγείται μέσα στο δοχείο και τοποθετείται το σκέπασμα του δοχείου. Φορτία επάγονται στα τοιχώματα του δοχείου.

(c) Όταν η σφαίρα αγγίξει την εσωτερική επιφάνεια του δοχείου, ολόκληρο το φορτίο της μεταφέρεται στο δοχείο και εμφανίζεται στην εξωτερική επιφάνεια του δοχείου.

2. Παράδειγμα κλωβού Faraday

Οι κλωβοί του Faraday βρίσκουν εφαρμογή στην θωράκιση καλωδίων, ηλεκτρικών και ηλεκτρονικών συσκευών, κ.λ.π.

Αν έχουμε ένα αγώγιμο κιβώτιο και εφαρμόσουμε ένα εξωτερικό ηλεκτρικό πεδίο, τότε τα φορτία του αγωγού ανακατανέμονται και δημιουργούν ένα πρόσθετο ηλεκτρικό πεδίο το οποίο μηδενίζει το πεδίο μέσα στον αγωγό.

Χαρακτηριστική εκδήλωση του φαινομένου στη φύση είναι ότι όταν χτυπάει κεραυνός τα αεροπλάνα (και αυτό συμβαίνει συχνά) οι επιβάτες δεν παθαίνουν ηλεκτροπληξία, κανείς δεν παθαίνει τίποτε.

Πείραμα με άνθρωπο μέσα σε έναν κλωβό Faraday:

Δείτε επίσης ένα παράδειγμα της θέσης που πρέπει να πάρουμε όταν βρισκόμαστε σε πεδίο ηλεκτρικά φορτισμένο. Δεν προτείνουμε φυσικά να μετάσχετε σε ανάλογο πείραμα , αλλά θα καταλάβετε τι εννοούμε:

Στο παραπάνω παράδειγμα καταλαβαίνουμε ότι για να σωθούμε από κεραυνό καθόμαστεπάνω στα πόδια μας δηλαδή βαθύ κάθισμα, χαμηλά στο έδαφος στις μύτες των ποδιών μας.

Δεν ξαπλώνουμε, διότι αν το κάνουμε, το ηλεκτρικό ρεύμα που περνά το έδαφος από έναν κεραυνό, που έπεσε σε κοντινή απόσταση μπορεί να περάσει και μέσα από το σώμα μας, και φυσικά θα μας  κάψει.

Το αυτοκίνητο ως κλωβός Faraday

Εάν το όχημά μας είναι κατασκευασμένο από μέταλλο, αυτό στην πραγματικότητα μας προστατεύει από την αστραπή. Το αυτοκίνητο πρέπει να έχει μεταλλική οροφή, έτσι ώστε η ηλεκτρική ενέργεια να μπορεί να εξαπλωθεί στο εξωτερικό του οχήματος χωρίς να επιβαρύνει τους επιβαίνοντες. 

Πριν προχωρήσουμε παρακάτω ας δούμε ένα ενδιαφέρον πείραμα που εξηγεί γιατί τα αυτοκίνητα είναι ασφαλής τοποθεσία σε περιπτώσεις εκδήλωσης κεραυνών

Όπως έχουμε μάθει από την Φυσική του σχολείου ο ηλεκτρισμός επιλέγει τον δρόμο  της ελάχιστης αντίστασης και αυτό συμβαίνει όταν ο κεραυνός τελικά  «επιλέγει» να κινηθεί γύρω από το όχημα και όχι μέσα από αυτό. Σημειώνουμε επίσης ότι το τζάμι του παρμπρίζ και των παραθύρων είναι μονωτήρας, οπότε και παρέχει κάποια προστασία.

Ωστόσο, η προστασία μειώνεται αν έχουμε κατεβασμένο ένα  παράθυρο , καθώς αυξάνουμε την πιθανότητα να περάσει ο κεραυνός στο εσωτερικό και να κάψει τα ηλεκτρονικά,  ή να δημιουργήσει συνθήκες βραχυκυκλώματος που θα ανοίξουν οι αερόσακοι του οχήματος.

Εάν οδηγούμε ένα κάμπριο αυτοκίνητο χωρίς μεταλλική οροφή τότε δεν πρέπει να περιμένουμε το αυτοκίνητό σας να σας σώσει, αν χτυπηθούμε από αστραπή. Δεν υπάρχει αρκετό μέταλλο για να μας προστατεύσει.

Συμβουλές ασφάλειας

• Εάν βρίσκεστε σε ένα αυτοκίνητο που δεν διαθέτει μεταλλικό σώμα, αναζητήστε καταφύγιο. Μην παρκάρετε κάτω από ένα δέντρο ή μετασχηματιστή και κάνετε την κατάσταση χειρότερη. Προσπαθήστε να βρείτε καταφύγιο μέσα ή κάτω από ένα ανθεκτικό κτίριο.
• Το ασφαλέστερο μέρος για εσάς και το αυτοκίνητό σας είναι μέσα στο σπίτι και το γκαράζ σας, αλλά δεν είναι πάντα δυνατό να φτάσετε εκεί κατά τη διάρκεια μιας καταιγίδας.
• Αν βρίσκεστε σε ένα μεταλλικό αυτοκίνητο, το καλύτερο που έχετε να κάνετε είναι να κάτσετε στην άκρη του δρόμου να ανάψετε τα φώτα κινδύνου και να σβήσετε τον κινητήρα. Βεβαιωθείτε ότι τα παράθυρα είναι κλειστά.
• Μην αγγίζετε μεταλλικά ή ηλεκτρικά εξαρτήματα, συμπεριλαμβανομένου του κινητού σας τηλεφώνου.
• Μη χρησιμοποιείτε ή μη μιλάτε στο τηλέφωνο, ακόμα και αν δεν είναι συνδεδεμένο με το αυτοκίνητο. Μην αγγίζετε το ραδιόφωνο, τα πεντάλ των ποδιών, τις λαβές των θυρών ή το τιμόνι. Μόλις περάσει ο κίνδυνος, μπορείτε να βγείτε από το όχημα.
• Αν βρίσκεστε στο αυτοκίνητό σας και χτυπηθεί από αστραπές, είναι ασφαλές να βγείτε από το όχημα αφού περάσει το ρεύμα. Ωστόσο, εάν η καταιγίδα δεν έχει περάσει, είναι καλύτερο να περιμένετε μέχρι να φύγει γιατί η αστραπή μπορεί να χτυπήσει την ίδια θέση δύο φορές!