Cuando los rayos atacaron la torre del Centro Lakhta en septiembre, nuestro ingeniero jefe Sergei Nikiforov aseguró a todos, diciendo que la torre tenía un "sistema clásico de protección contra rayos" y que no había nada que temer. ¿Qué es este "clásico"? Algo griego antiguo viene a mi mente ... ¿Y por qué no? Después de todo, todavía usamos los resultados del pensamiento antiguo como una rueda, cerradura, calendario o papel. ¿Quizás la protección contra rayos en la torre es un viejo bien olvidado? Entonces, ¿puede una vieja ayuda tan nueva?
Photo ch0col8te¡Vamos a resolverlo!
Rode griego al otro lado del río
Hay una bicicleta sobre marineros antiguos en Internet.
Foto trirremes desde aquíSupuestamente, incluso entonces los marineros griegos realmente sabían cómo evitar la ira del Thunderbolt de una manera ingeniosa. Una espada estaba atada verticalmente al mástil, un cable a ella, los extremos al agua. Suena dudoso Para llegar a algo similar, debe comprender la naturaleza del rayo. Los griegos entendieron que había otra pelea familiar en el Olimpo, salvo quién puede, ¿por qué la espada?
E incluso si, por algún accidente, después de que miles de Zeus se hundieran por el trirreme, fuera posible comprender que los relámpagos quedaron perfectamente atrapados en las copias y xyphos, entonces la cadena se interrumpió. Los antiguos griegos no tenían cables de acero, y los que eran - lino, tienen una resistividad relativamente alta. Use esto como guía, y la natación adicional está casi garantizada. Si saltas del barco en llamas a tiempo, por supuesto. Si eres completamente afortunado, nadarás hasta la orilla y dirás cómo está mal amenazar a Zeus con una espada del mástil.
Pintura "Odisea y Nausicaa", Rosa Salvator, Museo de Arte de Los Ángeles, aprox. Fuente 1655Por supuesto, tal vez no había cables, sino una cadena o un cable, o el cable se empapó bien antes de ponerse en acción. Y en general, entendieron las propiedades de la electricidad, los conductores y los dieléctricos ... Pero por alguna razón, este conocimiento muy útil se ha hundido aún más en el olvido, surgiendo siglos después. Pero definitivamente había otra herramienta con la que incluso la policía tenía que lidiar.
Truenos y relámpagos! ¡Tres mil demonios!
En la Edad Media, el paradigma científico se volcó: Júpiter y Thor quedaron en el olvido, y en la tormenta vieron las maquinaciones del demonio.
La destrucción de la Iglesia católica. Grabado de Matthias Gerung, Alemania, 1547 FuenteEl arma climática de la época suena como una campana, porque, como
saben :
"el primer golpe de una campana adormece la fuerza impura, durante el segundo golpe se precipita en confusión en todas las direcciones, en el tercero, si no tiene tiempo para escapar, cae en el infierno" .
El siniestro Mefistófeles vuela sobre Wittenberg. Litografía de Eugene Delacroix, 1828.Cuántos campanarios se quemaron y los árabes cayeron en esta lucha, durante siglos no contaron. Pero las entradas posteriores son evidencia de riesgo mortal:
“En el Journal de Paris, durante el mes de agosto de 1807, hablan sobre el feligrés de Trulsky (cerca de Toulouse) Poujib, un hombre más devoto que experimentado, que, después de escuchar el sonido del trueno, corrió hacia el campanario y con todas sus fuerzas comenzó a sonar para evitar la tormenta. El alcalde de Trulsky, que conocía la física mejor que Poujibe, corrió a la iglesia para dejar de sonar; pero ya era demasiado tarde: el desafortunado Pujibe yacía en el suelo, golpeado por un trueno. El editor del Journal de Paris dice en esta ocasión: "Aquí hay un nuevo ejemplo del peligro de tocar las campanas durante una tormenta eléctrica".
Lugar - Toulouse, fotógrafo Florian Calas
O, de las
notas de la Academia de Ciencias de París:
“En 1718, el 15 de agosto, se produjo una fuerte tormenta eléctrica en la Baja Bretaña; un trueno, que retumbaba con fuertes repiques, golpeó a veinticuatro iglesias ubicadas entre Landernau y Saint-Paul-de-Leon; en todas estas iglesias llamaron a alejarse de la tormenta; en el que no llamaron, permanecieron intactos ” (Este y otros casos se pueden encontrar en el Edinburgh New Philosofical Journal, vol. 20, compilado por Robert Jameson)
En general, al menos en Francia está prohibido tocar las campanas durante las tormentas eléctricas durante 30 años, con una orden oficial de la policía. Con otras formas medievales para prevenir problemas climáticos, por ejemplo, mostrar algunas partes del cuerpo a través de la ventana, parece que también se acabó. Después de todo, finalmente fueron encontrados: medios seguros y de trabajo.
Protección contra rayos clásica como es
En el siglo XVIII, Benjamín Franklin, aquel cuya cara es familiar para muchos en una ocasión diferente, inventó el pararrayos. En 1752, en el techo de su propia casa, instaló una barra de metal conectada por un cable de metal a un pozo en el patio.
Circuito de protección contra rayos Franklin. Figura Wdchk. FuenteEste pararrayos repelió el primer ataque de electricidad celestial 34 años después. Con exito. Quizás la idea de tal diseño ya estaba en el aire electrificada por descubrimientos en ese momento. En Rusia, Lomonosov y Richman estudian relámpagos, y el industrial Akinfy Demidov está construyendo una torre de Nevyansk de 57.5 metros de altura.
FuenteLa torre cayó sobre el escudo de armas de la ciudad, una moneda de plata del Banco de Rusia en 2007, y 5 francos Urales
(en el año 91 había uno) - para el "signo" en historia y arquitectura: la torre se desvió de la vertical - 1, 85 m.
Pero en él está el primer pararrayos doméstico, 25 años antes de Franklin. El diseño es similar: una aguja de metal más tierra.
FuenteDesde entonces, la humanidad ha comenzado a triunfar sobre los rayos. Primero, en la corte. Bourgeois Villiers, quien instaló una novedad en el techo de la casa, rechazó los reclamos de los vecinos que consideraban que el pararrayos era una empresa peligrosa. Del lado de la defensa, Maximilian Robespierre, del lado de la acusación, Jean-Paul Marat, ¡un momento increíble! Durante el juicio de 4 años, el tribunal se puso del lado de Villiers y los pararrayos. Paraguas y sombreros con protección contra rayos se están volviendo populares en París.
En los estados y sin tales historias, el número de pararrayos está en los cientos. El circuito de Franklin, una terminal aérea, conductor de bajada, conexión a tierra, se considera hoy en día un clásico. Todavía no se ha inventado nada mejor: la eficiencia de un buen pararrayos clásico se acerca al 99%. Eso es lo que nuestro ingeniero jefe celebró en este tormentoso septiembre.
¿Por qué funciona el pararrayos Franklin?
Franklin, como Lomonosov y Richman, llegó a comprender la naturaleza eléctrica de los rayos, y luego, lo más importante: puede "extraer" la electricidad de la atmósfera, atrapando los rayos en una copia condicional. La experiencia descrita por Franklin al volar una cometa en una nube tormentosa se cuestiona hoy, pero de una forma u otra, llegó a las conclusiones correctas con buena salud, a diferencia de su colega ruso Richman: pagó la ciencia con su vida. Las propiedades de los conductores ya se descubrieron entonces, el resto es una cuestión de ingeniería y tecnología.
De 1860 a 1890, hubo una viñeta con el experimento de Franklin con una cometa en un billete de 10 dólares de los Estados Unidos y solo más tarde el retrato del inventor terminó en billetes de 100 dólares.El momento fundamental en el sistema clásico de protección contra rayos es uno. Usando un conductor, proporcione un circuito continuo desde la recepción de la descarga hasta su conexión a tierra. Podemos decir que tal sistema prevé y realiza la intención del rayo mismo. Un huésped celestial eléctrico quiere exactamente lo mismo: no atravesar el grosor del aislante de aire, sino llevar las partículas bipolares a una conexión con el menor esfuerzo. Y la gente le ofrece el camino de menor resistividad.
Foto de Patrick Fisher. FuenteCómo se ve en la torre del Centro Lakhta
Entonces, necesitamos un colector de corriente de metal. La aguja de metal de la torre encaja perfectamente, ¡más de 100 metros sobre un conductor limpio!
Pero no solo él. El perfil de los marcos de ventanas de doble acristalamiento de la carcasa supertall también es de metal, y el metal está en los elementos del sistema de servicio de la fachada.
La torre puede atrapar un rayo en toda la altura. Esto es importante: el golpe no siempre cae en el punto más alto y las nubes de tormenta pueden estar debajo de la aguja.
Después de recibir la descarga va a bajar los conductores. En la aguja, su papel lo desempeñan las columnas de tubos de acero, debajo de las placas de acero galvanizado. Las placas rodean el perímetro del piso y están conectadas en una cadena confiable por tiras principales verticales ubicadas en el cuerpo de las columnas perimetrales y la cubierta del núcleo.
La corriente de la carcasa externa pasa a través de un conductor flexible (en una trenza roja) a un colector de placas de metal a lo largo del perímetro del piso.
La línea vertical para la descarga de la descarga eléctrica es a través, pasa de arriba a abajo de la torre sin separación por techos y es el principal pararrayos del rascacielos. Ella va
a las marcas negativas, donde el circuito de protección contra rayos de la torre está conectado al circuito de tierra del edificio multifuncional. A partir de ahí, los electrones se precipitan a lo largo de la jaula de refuerzo de las pilas de MFZ profundamente en el suelo y, finalmente, se encuentran con protones, que se concentran en algún lugar de los estratos antiguos de arcillas precámbricas.
¿Pueden los rayos derretir la fachada o la aguja de una torre?
Por supuesto, las temperaturas de los rayos son aterradoras. "Líder" - ¡forvad descarga, llega a temperaturas de 30 mil grados centígrados! Cinco veces más caliente que el núcleo de la tierra, 30 veces más caliente que la lava, que destruyó instantáneamente Pompeya, Herculano y Stabia. Sin embargo, la torre de la torre resistió tres ataques de rayos en septiembre y se mantuvo sin cambios.
Foto de Victor GusikEsto se debe a que los rayos vuelan desde el colector actual a tierra a velocidades supersónicas, ¡más de 1000 kilómetros por segundo! Las partículas eléctricas completan su ruta tan rápido que el metal simplemente no tiene tiempo para calentarse y fundirse. Si la cadena tenía eslabones con alta resistencia o el impulso mismo duraba mucho más, entonces el resultado, por supuesto, podría ser diferente.
Protección celular
Dentro de la torre de la torre hay equipos de navegación y comunicación, sistemas SOF y otros equipos eléctricos. Si un rayo golpea la aguja, ¿qué le sucederá? ¿Y en general con el resto del equipamiento eléctrico de un rascacielos?
Esta situación es estándar: todos los cuadros eléctricos del Centro Lakhta tienen protección contra sobretensiones. En cuanto a lo directamente colocado en la aguja, aquí se agrega un detalle curioso. La propia torre del Centro Lakhta es similar en estructura a la jaula de Faraday: la estructura celular de la fachada metálica, un circuito cerrado y conectado a tierra dan el efecto de detectar un impulso eléctrico y proteger el equipo ubicado dentro de la torre.
Fachadas de malla de la torre de la torre del Centro Lakhta¿Es peligroso estar en el Centro Lakhta durante un rayo?
En septiembre, este tema entusiasmó a muchos que tienen planes de visitar la plataforma de observación en la torre del complejo. No tengas miedo. En una tormenta eléctrica, se ubica de forma segura en absolutamente cualquier nivel de supertall habitado. La plataforma de observación del dispositivo principal de transporte de corriente, la aguja, está separada por un techo de concreto en el nivel 88, puede considerarse condicionalmente el techo del edificio. Todas las formas posibles de desviar la corriente del rayo del tronco colocado para ello están bloqueadas de manera confiable: el vidrio es un aislante en sí mismo, como el concreto, que envuelve el núcleo de las columnas y forma el núcleo del núcleo.
Las placas de metal-conductores en el cuerpo de la columna están hormigonados: una poderosa capa de concreto actúa como aislanteEn general, los rayos caen en los rascacielos con bastante frecuencia. El antiguo caballero entre los "jóvenes" súper altos, el Empire State Building, recibe sus "ataques ligeros" anuales por un monto de 12 a 100, y hasta ahora ninguno de sus visitantes ha sido herido durante casi un siglo de historia del edificio. Como un visitante a cualquier otro rascacielos.
Cazadores de impresiones
La mayoría de las veces, un rayo en un rascacielos es un espectáculo de luces para aquellos que observan desde un lado, mientras que los habitantes pueden no sospechar que a su alrededor es un verdadero espectáculo de Tesla. Esto es exactamente lo que sucedió durante las tormentas eléctricas de septiembre con aquellos que, en esos minutos brillantes, trabajaron en la torre del Centro Lakhta. Aprendieron sobre tormentas eléctricas y relámpagos de numerosas fotos, en respuesta a una solicitud para compartir sus impresiones, extendieron sus manos. Trabajamos durante toda la tormenta, no miramos nada, ¡es insultante! En general, en un rascacielos en una tormenta eléctrica no solo es más seguro, sino a veces incluso más aburrido: todo lo más interesante se revela desde un lado.
Aquí, por ejemplo, el fotógrafo Mohamed Azmi cuenta cómo cazó durante dos años detrás de escena, donde un rayo golpea un rascacielos, esperando con mal tiempo en los techos de los edificios cercanos.
Todo por el bien de este marco¿Y qué puedes ver desde la plataforma de observación de un rascacielos, estando allí en una tormenta eléctrica? En algunos lugares, las características de diseño le permiten ver las escenas culminantes del drama celestial. Por ejemplo, tales líneas se pueden ver en el material sobre las vistas del rascacielos australiano Q1:
"... Además del surf, los parques temáticos y los viajes en globo aerostático, los visitantes de la popular Gold Coast de Australia pueden agregar otra atracción a su lista de emociones: dirígete al suburbio de Surfers Paradise y mira el hito del relámpago Q1, mientras es acogedor por dentro él ... Según una fuente, a los visitantes les gusta tumbarse en el suelo durante una tormenta eléctrica para ver cómo un rayo golpea una impresionante aguja de 97,7 metros Q1. A juzgar por esta increíble imagen, debe ser una experiencia muy interesante, ¡y ciertamente no para los débiles de corazón!
Photo Ann VB
Por desgracia, aquellos que se dispusieron a observar la tormenta eléctrica desde el rayo de observación del Centro Lakhta que golpea la aguja de un rayo, por desgracia, no verán que todo sucederá detrás del techo superior. Pero es muy probable que atrapen los rayos que caen debajo. Todo lo que necesitas es un buen pronóstico y algo de suerte.
¿La torre atrae los rayos?
Las tormentas eléctricas de septiembre en la torre del Centro Lakhta tronaron bastante bien en las redes sociales y los medios de comunicación. Tan bueno que hubo todo tipo de especulaciones sobre la naturaleza del fenómeno atípico.
Fregadero 78En primer lugar, tales tormentas eléctricas no se han visto en un siglo. En segundo lugar, los rayos caen en el punto más alto, y la torre del Centro Lakhta, como saben, es la más alta de Europa ... ¿Coincidencia?
Explicó que los rayos ocurren bajo ciertas condiciones climáticas y que ningún rascacielos puede cambiar el clima, incluso el principal pronosticador meteorológico de San Petersburgo, Alexander Kolesov, tuvo que ceder. Nosotros, a su vez, nos alegraría que el Centro Lakhta pudiera hacer que cada verano y otoño en San Petersburgo sea tan cálido como el pasado, pero lamentamos admitir que el experto tiene razón: ni la torre, ni siquiera el complejo en su conjunto pueden cambiar el clima. .
Para los muy sospechosos, incluso hay una pequeña demostración histórica. Antes de que se completara la torre, el papel de los pararrayos era desempeñado por grúas torre.
A pesar del hecho de que estas máquinas eran el punto más alto en el sitio de construcción, no hubo un solo caso de rayos en la grúa: el verano en años anteriores no mimaba.
Este año, el septiembre anormalmente cálido trajo más de un frente de tormenta. Y es bueno que la torre se haya completado; de lo contrario, el rayo podría elegir otro objetivo, y no se sabe qué o quién se convertiría en él. Por otro lado, no deberías confiar completamente en una "pararrayos" tan impresionante: no hay casos raros en los que un trueno apunte al lugar equivocado.
Cuando un rascacielos en una tormenta eléctrica es peligroso
Aquí hay una toma impresionante con una tormenta eléctrica muy cerca de la torre. Además del rayo y del rascacielos, aquí se captura la única situación, pero potencialmente muy peligrosa.
Hay estimaciones según las cuales hasta la mitad de los afectados por los rayos se escondieron debajo de los árboles altos. La torre no es un árbol, pero durante una tormenta eléctrica es imperativo refugiarse en el edificio y definitivamente no hacer tomas espectaculares desde el anfiteatro o desde algún césped cerca del rascacielos cuando el sitio está abierto, dejando de lado el conocimiento de que el Centro Lakhta será un pararrayos si algo sucede. Los relámpagos se mueven en "segmentos" de varias decenas de metros y pueden cambiar de dirección en cualquiera de estas áreas. En el mismo marco, puede ver cómo el golpe principal cae no en la aguja, sino en el suelo o en la bahía detrás de la torre.
Y en
este video, cómo los rayos cambian de dirección en diferentes segmentos.
Algún día Marty se irá a casa
Los escolares saben más sobre los rayos, y los científicos menos que nada. Para el primero, un párrafo en el libro de texto, para el segundo, una verdadera incógnita. La comunidad científica está discutiendo relámpagos oscuros e invisibles, muy raros y poderosos, sprites, jets y elfos, fenómenos durante una tormenta eléctrica en la atmósfera superior y dentro de una nube de tormenta, relámpagos positivos, desde la tierra hasta el cielo, los relámpagos, su origen cósmico ...
La primera imagen en color de un sprite capturado en una atmósfera cercana a la Tierra. Fuente de la fotoHay muchos secretos Con su pista, una desgracia es que es increíblemente difícil atrapar a un aprendiz a la velocidad del rayo. Nadie sabe dónde golpeará la próxima vez, y el flash en sí dura un momento. Este año, se envió un complejo especial a la ISS, que estudiará los fenómenos de luz en la atmósfera superior. Con el fondo, a la antigua usanza. Necesitamos buscar lugares donde la probabilidad de atrapar un rayo sea mayor. Uno de estos lugares en ese momento era el
Empire State Building . Los ingenieros de General Electric equiparon un laboratorio en el piso 102 de la torre; desde allí tomaron fotografías con flash a cámara lenta, los resultados se utilizaron en un proyecto para estudiar las sobretensiones en las redes eléctricas durante las tormentas eléctricas. Aquí está la contribución de los rascacielos a la ciencia.
Fotos - Museo de Innovación y Ciencia SchenectadyEn general, los rayos pueden ser muy útiles. Pueden enviar a Marty a casa y cargar las bombillas de forma gratuita.
Esperamos que en algún momento con un rayo no solo se establezca la neutralidad armada, sino también la verdadera amistad. Luego tomaremos las baterías, las colocaremos en la torre y seremos aún más ecológicos y energéticamente eficientes que ahora. , , – , Platinum LEED.
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