Yıldırım Nedir? Korunma Yolları

Yıldırım Nedir: Bulutların üst katmanlarında oluşan + yükler ile alt katmanlarda oluşan – yükler arasındaki enerji transferidir. Yıldırım bulut ile yer arasındaki elektrik yüklerinin hızlı deşarj olma olayıdır. Bulut ile yer arasında oluşan yüksek gerilimli bir elektrik boşalmasına “yıldırım” denir.

Yıldırım Hakkında Bilgi

Yıldırım (lightning) üzerine ilk teoriler 17.yy’ da belirlenmeye başlanmıştır. Descartes bilim adamı bulutların çarpışmasından sıkışan havanın ışık ve ısı etkisi oluşturduğunu söylemiştir. Ayrıca ısının gürültüye sebep olduğunu söyleyerek yıldırımla ilgili ilk teoriyi ortaya atmıştır. 18. yy’ ın ortalarında Rahip Nollet Denel fizik dersleri adlı kitabında elektrik ile yıldırımın ilgisini anlatmıştır.

Daha sonra fizikçi Jallbert, yıldırım olayı ile sivri uçların ilgisini ortaya atmıştır. Yine aynı yıllarda Romans, yıldırım olayının bir elektriksel olay olduğunu söyleyerek yıldırım olayında elektrikten söz ediyordu. Franklın 1725 yılında balon deneyi yaparak bulutların elektrik yüklü olduğunu ispat etmiştir.

1929 yılında İngiliz doktor Simson ve Fransız Mathias tarafından yapılan açıklamalar ile devam etmiştir. Yıldırımın oluşumu yapılan gözlemler ve incelemeler sonunda dört şekilde olduğunu ortaya koymaktadır. (-) inişli, (-) çıkışlı, (+) inişli, (+) çıkışlı. Yapılan araştırmalar sonucu yıldırım darbelerinin % 90’ı negatif inişli olduğu saptanmıştır.

Kümülonimbus Bulutu

Fırtına ve şiddetli rüzgarlar, genellikle yağmur, kar veya dolu olaylarını beraberinde getirir. Kümülonimbus (Cb), kümülüs bulutlarının dikey olarak gelişerek büyümesiyle oluşan konvektif fırtına bulutudur.

Yıldırım, yalnız dikey gelişmeli bulut olan kümülonimbus bulutunun (cumulonimbus cloud) varlığında meydana gelebilir. Kümülonimbus (Cb) bulutunu belirlemek zor olabilir. Ama sağanak yağış, şimşek ve gök gürültüsünün olması, kümülonimbus (Cb) bulutunun varlığını gösterir.

Şimşek Nedir? Nasıl Oluşur?

Güneş, Dünya yüzeyine yakın havayı ısıttığında sıcak hava yükselir. NOAA’ ya göre hava sıcaklığı yükseldikçe hava soğur ve içerdiği nem de soğur. Nem soğudukça yoğunlaşır ve yoğun bulutlar meydana getirir. Bu bulutlar yağmur kaynağı olarak bilinirler fakat aynı zamanda şimşek kaynağıdırlar.

(NOAA: Amerika Birleşik Devletleri’nin Dünya’daki hava ve deniz olaylarını araştırması amacıyla görevlendirilmiş bir kurumudur.)

Bilim adamları şimşeklerin tam nasıl oluştuğunun ayrıntılarını hala tartışmaktadırlar. Ancak büyük bir ihtimalle üzerimizdeki dondurucu havadaki bulutlar ile bir ilgisi vardır. NOAA’ya göre bulutun içinde küçük buz parçacıkları meydana gelir. Bu parçacıklar su damlacıklarıyla ve birbirleriyle çarpıştıkça, elektrik yüklerini oluşturduğu ve etkileşim sonucunda yıldırım meydana geldiği varsayılmaktadır.

National Geographic (ulusal coğrafya) şöyle açıklıyor: Buz parçacıkları bir fırtınada dönerken birbirleri ile çarpışarak elektrik yüklerinin ayrılmasına sebep olur. Pozitif yüklü buz kristalleri fırtınanın tepesine yükselir ve negatif yüklü buz parçacıkları ve dolu taşları fırtınanın alt kısımlarına iner. Alışılmışın dışında çok büyük elektrik yükü farklılıkları gelişir. Bazı şartlarda tersi de olabilir.

Şekilde görüldüğü gibi, şimşek oluşur. Çünkü pozitif yüklü yağış parçaları fırtınanın tepesine yükselirken, negatif yüklü parçalar dibe doğru inerler. hava iletken olmamasına karşın pozitif yüklü zemine çekilen negatif yükler havada iletken bir kanal meydana getirirler.

Yıldırımın Oluşması

National Geographic’e göre, yeterli yük oluştuğunda, kanaldaki elektriğin bir yerden bir yere taşınması sonucu şimşek çakar. Elektriksel deşarj (boşalma) başlar, yani yıldırım oluşur. Yıldırım gök gürültüsü yaratır. Yıldırım olayı, yıldırım düşmesi olarak ta bilinir. Bulut ile yer arasındaki + ve – elektrik yüklerinin durumlarına göre değişir. Bazen buluttan yere, bazen de yerden buluta doğru olmaktadır.

Yıldırımın açığa çıkardığı enerji NOAA’ ya göre çevredeki havayı 50.000 derece F’ ye kadar ısıtır. Sıcak hava hızla genişler ve gök gürültüsü olarak duyduğumuz süreçte bir ses dalgası yaratır.

Yıldırım olayında ortaya çıkan enerji yaklaşık 10¹⁰ joule kadardır. Bu enerji saniyenin milyonda biri zaman zarfında geçtiği hava sütununun sıcaklığını 15000°C’ ye kadar ısıtabilir. Bundan dolayı yıldırımın yakıcı ve yıkıcı etkisi bu enerjinin açığa çıkması sonucudur. Yıldırımın düştüğü bölgede ani ısı değişimleri olur ve bunun sonucunda hortumlar oluşabilir.

Şimşek ile yıldırım birbirinden farklıdır.

Şimşek; elektrik yüklü bir bulut ile diğer bir bulut arasındaki elektrik boşalmasıdır. Önceden tahmin edilmesi oldukça zordur. Fakat belli hava koşullarında meydana gelir.

Yıldırım; bulut ile yeryüzü arasında ve yaklaşık 1000 km hızla gerçekleşen elektrik boşalmalarıdır.

Yıldırımdan Korunma Sistemleri

Yıldırım meydana gelmesinde meteorolojik koşulların yanı sıra yer yüzeyinin durumu da çok önemlidir. Yıldırımın meydana gelmesi için uygun şartlar hazırlayan etkenler arasında ağaçlar, yüksek ve metal eşyalar iyonlaştırıcı malzemeler gelmektedir. Bir insana yıldırım çarpma ihtimali 600 binde birdir. Bundan dolayı yağışlı havalarda dikkatli olunmalıdır. Yıldırım çarpmış bir kazazedeye dokunmak tehlikeli değildir. Dokunulduğu zaman çarpılma tehlikesi yoktur.

Yapılan araştırmalar sonucunda bir bölgeye yıldırım düşmeden önce vızıltı şeklinde bir ses duyulur. Saçların dikleştiği ve deride karıncalanmalar olduğu saptanmıştır. Böyle bir durumda o bölgeden hemen uzaklaşılmalıdır. Yıldırımdan korunma da can ve mal kaybını asgariye indirmek için bazı konularda dikkatli olunmalıdır. Yıldırım korunma yöntemleri aşağıda verilmiştir;

Açık Alanlarda;

• Yüksek bina ve yapılarda (minare gibi) paratoner (yıldırımsavar) elektriği toprağa ileten aletler kullanılmalıdır.
• Açık arazide gruplar halinde durulmamalıdır.
• Ağaç altına sığınılmamalıdır.
• Kişilerin alabilecek önlem ise, yağışlı havada üstü kapalı bir alanda yağış kesilene kadar beklemektir.
• Açık arazide iseniz insanlardan yeterince uzaklaşarak çömelerek oturun.
• Açık alanlarda çalışılmamalıdır.
• Cep telefonuyla konuşulmamalıdır.
• Traktör, metal çitler, çim biçme makineleri vs elektrik ileten nesnelerden uzakta durulmalıdır.
• Elinizde açık bir şemsiye, sivri yada metal cisimler varsa tehlike içinde olabilirsiniz. Bundan dolayı şemsiyeyi kapatarak kapalı bir alan bulunmalıdır.
• Metal tokalı ayakkabılar ve bütün metal olan eşyalar çıkarılmalıdır.
• Yıldırım riski olan havalarda çevresine göre yüksek olan yerlerin yakınında durulmamalıdır.(telefon direği, ağaç, elektrik direği, minare, bayrak direği gibi). Sivri yerlerden ve su birikintilerinden uzak durmanız gerekmektedir. Su üzerinde iseniz hemen karaya çıkılmalıdır.
• Metal boru, çamaşır teli, tren rayı vs uzak mesafelerden yıldırımı taşıyabilecek metal devrelerden uzakta olunmalıdır.
• Yıldırımdan korunma için hendek içi ve vadi gibi alçak alanlarda barınmaya çalışılmalıdır.
• Açık havada yıldırımdan korunmak için en güvenli yer, binalar ve otomobillerdir. Özellikle otomobillerin lastikleri yalıtkan olduğu için otomobil içleri güvenli yerlerdir.  Otomobiller ıslak lastiklerden elektriği toprağa iletirler.
• Aynı yere yıldırım iki kez düşmez diye bir düşünceye kapılmamalıdır. Zira New York’ta bulunan Empire State binasına onbeş dakikada, onbeş kez yıldırım düşmüştür.

Kapalı Yerlerde;

• Gerekmediği sürece dışarı çıkılmamalıdır.
• Duvarlardan uzakta durulmalıdır.
• Acil durumlar dışında telefon kullanılmamalıdır ve elektrikli cihazlar tutulmamalıdır.
• Elektrikli eşyalar fişlerinden çekilmeli mümkün olduğunca kullanılmamalıdır.
• İletkenlik sağlayan kapı, pencere, lavabo, radyatörden uzak durulmalıdır.
• Fırtınalı havlarda, televizyon, bilgisayarlar vs elektrikli cihazların bağlantıları kesilmelidir.
• Banyo yapılmamalıdır.

Yıldırımın Düşmesini Engellemek

Yıldırımdan korunma yöntemlerinin yeterli olmadığı tesislerde özel bir koruma gerekir. Özellikle yüksek yapılar ve kuleler yıldırımı daha çok çekerler. Bu tür bina ve kuleler normalde düşmeyecek olan yıldırımları tetikleyerek düşmesine sebep olurlar.

Yıldırım bulutlardaki yüksek potansiyellin toprağa deşarj işlemidir. Bu işlemin yavaş ve devamlı olarak yapılması durumunda bulutlardaki potansiyel azalır. Bunun için o bölgeye yıldırımın düşmesi engellenmiş olur.

Faraday Kafesi ile Yıldırımdan Korunma 

Bu koruma sisteminde Franklın çubuk sistemindeki gibi sistemler kullanılmaktadır. Yüksek binaların tepesinde gözenekleri küçük bir Faraday kafesi kurulur. Bu kafesi de toprağa bağlamak sureti ile yapılan koruma şeklidir. Çarpma noktası denilen yakalama uçları (Franklin çubuğu) (0.50-2 m) çatı çevresindeki önemli noktalara (çatı, baca, üst yapıları vb.) bağlantısı yapılır.

Elektrik tesislerini, işletmeleri ve binaları paratoner topraklama ile korumaktadır. Bu koruma sistemlerinde, korunacak binaların en üst yerlerine aktif paratonerler yerleştirilir. 

Paratoner ile Yıldırımdan Korunma

Paratoner, iletken tel, sivri uçlu metal bir çubuk ve metal levhadan meydana gelir.  İletken levha toprağa gömülür. Paratoner tesisatı malzemeleri, sivri uçlu metal çubuk binanın üzerine yerleştirilir. Metal çubuk ise iletken tel ile metal levhaya gergi teli ile bağlanır. Paratonerler ile yıldırımdan korunma da paratonerler, yerleştirildikleri yere, yapılardaki yüksekliğine göre değişir.  Elektro-geometrik model yöntemine göre korunma seviyesi güvenilir olarak hesaplanır.

Topraklama ile Yıldırımdan Korunma

Yıldırımdan korunmada toprak bağlantısı;

Yıldırımdan korunma tesisatı yapılırken,  iletkenler toprağın içine gömülür. Bunun için verimli çalışması amacıyla topraklama işlemi sırasında çok dikkatli olunmalıdır. NF C 17-100 ve NF C 17-102 standartlarına göre yapılmalıdır. Her bir alt iletken için paratoner ve kafeslere değişik ebatlarda özel bir topraklama yapılması şartını getirmiştir.

Elektriksel toprak yada kemer, eş potansiyeli sağlamak için bu iletkenlere bağlanırlar. İletkeni topraklarken, gömülü bir metal elektrik nakil borusundan uzakta  (3 veya 5 m) tutulmalıdır. Omik değerinin düşük dalga empedansıyla 10 Ohm’ dan fazla olmamasına dikkat edilmelidir. Yıldırımdan korunma da mutlaka topraklama ve paratoner tesisi kurulmalıdır.

Binaları yıldırımdan koruma paratoner ile mümkündür.  Paratonerler, paratoner yönetmeliği  doğrultusunda imal  etmektedirler.

Piyasada birçok paratoner markası vardır. Her firmanın paratoner fiyatı da kapasite ve çeşitlerine göre farklılık göstermektedir.

NFC 17-100 içerdiği konular

• Faraday kafesi ile yıldırımdan korunma
• Franklin çubuğu (yakalama ucu) ile yıldırımdan korunma
• Paratoner (lightning rod) ile yıldırımdan korunma

Yıldırıma Karşı Pozisyon Alma

Elektriklenme hissiyatı oluştuğunda (ten gıdıklanması, saçların dikilmesi) gibi. Hemen yere çömelmeli, kollar dizlere konulmalı, ellerle göz ve kulaklar kapatılmalıdır. Olabildiğince yıldırıma karşı küçük bir hedef haline gelmeye çalışılmalıdır. Ayaklar bitişik olmalı, toprakla mümkün olduğu kadar az temas sağlamaya dikkat edilmelidir. Başka hiçbir noktadan toprağa dokunulmamalıdır. Giysiden yere sarkan herhangi bir aksesuar bulunmamalıdır.

Bu pozisyon yıldırım çarpmasını önlemez. Fakat yıldırıma çarpıldığınızda elektrik akımının sırtınızdan geçerek bacaklarınız ve ayaklarınız üzerinden toprağa akmasını sağlar. Böylece iç organlarınız elektrik akımından mümkün olduğunca korunmuş olur. Büyük ihtimalle yanıklar ve yaralanmalar olacaktır. Ama hayatta kalma şansınız artacaktır.

Çömelmeniz yerden yüksekliğinizi azalttığı için yıldırıma hedef olma ihtimalini azalacaktır. Yıldırım yakınınıza düşerse altınızdaki topraktan çok yüksek bir akım geçer. Ayakları bitişik tutmanın bu akımın toprakta oluşturacağı gerilim farkı sebebi ile çarpılma riskini ortadan kaldıracaktır. Göz ve kulaklarınızı kapayarak yıldırımın oluşturduğu yüksek ışık ve ses sonucu görme/işitme kaybına uğrama riskini de azaltmış olacaksınız.

Not: Yıldırım çarpmasına maruz kalmış kişi, elektriksel yük taşımaz. Dolayısıyla böyle bir kişiye güvenli bir şekilde ilk yardım uygulanabilir.

 

 

BENZER YAZILAR

Paratoner Nedir

Franklin Çubuğu

Aktif Paratoner

Radyoaktif Paratoner

Binaların Yıldırımdan Korunması