Ali danes že lahko predvidimo, kam bo udarila strela?

Previdnost je mati modrosti, pravi lep pregovor. Ko začnejo udarjati strele, je najbolje vse izklopiti iz električne napeljave. O tem, ali danes že lahko predvidimo, kam bo udarila strela, smo se pogovarjali z Goranom Milevom, univerzitetnim diplomiranim elektroinženirjem, ki je vodja področja sistema SCALAR na Elektroinštitutu Milan Vidmar (EIMV) v Ljubljani.

Brez vremena ni strel

Preden se spustimo v tehnični del pogovora, najprej povzemimo besede Gorana Milev, kako strela sploh nastane. Pravzaprav je za to potrebnih nekaj »sestavin«, da jo lahko narava zakuha. Vreme je že tako tista tema, brez katere ne gre. Vse se suče okoli njega. Pa se dajmo še mi.

Strel se je človek od nekdaj bal. Malo zato, ker jih ne razume, malo pa zato, ker zaradi svoje moči vzbujajo večini neprijetne občutke. »Strela je element nevihte. Pogoji, da se pojavijo, so v večini primerov nevihtni. Da narava strelo sploh 'skuha', morajo biti določeni pogoji v atmosferi: to sta dovolj velik koncentrat vlage v ozračju ‒ približno 3.000 kubikov vode v zraku ‒ in dovolj toplote, ki ustvarja vertikalne tokove. Dviganje tega toplega zraka nosi kondenzacijska jedra, ki trkajo med sabo in prenašajo naboj. Ta naboj se polarizira in negativno nabiti ioni se praviloma nabirajo v spodnjem delu oblaka, pozitivni pa v zgornjem. To je nekakšen klasičen nastanek oblaka. Prav zato udarijo strele iz pretežno spodnjega dela oblaka proti zemlji, ker je bližje tlom,« pojasni Milev.

Večina strel, ki se pojavijo, je negativne polaritete. Pridejo tudi z zgornjega dela oblaka, sicer so zelo redke, potrebujejo pa večjo količino naboja, da pride do takega preskoka. Te so močnejše in daljši čas potrebujejo za razelektritev. »Učinki med strelami s pozitivnim in negativnim nabojem niso tako različni, so pa strele s pozitivnim nabojem pogosto vzrok za požar, močno pa tudi neposredno vplivajo na prenapetost na inštalacijah,« doda naš sogovornik.

Vodna ali ognjena strela?

Med laiki poznana termina se v stroki ne uporablja, znanost ju ne loči po takem poimenovanju, temveč po učinku. Za vodno bi lahko rekli, da je to tista, ki udari v objekt, del tega naboja, ki se je sprostil, pa steče skozi električne inštalacije. Milev pojasni, da je »ta tok, ki je šel skozi inštalacije, tako močan, da začne ravnati žice. To posredno poškoduje omet, napeljavo in kovinske konstrukcije pa dobesedno razrine iz zidov. V naravi nekaj takega lahko vidimo pri drevesu, pri katerem korenine dobesedno pogledajo iz zemlje. Pojav je podoben uničujočemu učinku vode, ki vse ravna pred sabo. Od tu torej laično poimenovanje.« Za ognjeno strelo bi lahko rekli, da je to tista, ki povzroči požar. Poznamo pa tudi strele, ki nastanejo med oblaki, in teh je kar 90 odstotkov. Do zemlje jih pride le 10 odstotkov.

Kje »živijo« strele

Če pogledamo zemljevid sveta, je največ strel v tropskem predelu Afrike, saj je tam je veliko vlage in toplote. Tudi v Sloveniji jih je veliko, saj leži na stičišču različnih podnebij, torej se mešajo celinsko, mediteransko in gorsko podnebje. Ne nazadnje ima vpliv tudi Jadransko morje, ki ni globoko in se zato precej segreje, ustvarja tako vlago kot toploto. Zahodni del Slovenije, torej celotna Primorska od severa do juga, je najbolj izpostavljen udarom strel. Severni del Primorske pa je še precej hribovit, kar jih še dodatno privlači.

Ali obstajajo zemljevidi, na katerih se da videti, katera področja so bolj ogrožena, nam je Milev pojasnil, da so z Ministrstvom za okolje in prostor Republike Slovenije izdelali karto največjih vrednosti gostote strel na področju Slovenije. To je tudi javno objavljen dokument kot priloga pravilnika o zaščiti stavb pred delovanjem strel. Pri tej karti so povprečje za Slovenijo trije udari strel na kvadratni meter, medtem ko je na primer v Franciji ali Nemčiji to najvišja vrednost.

Na vprašanje, ali v naseljih pogosteje srečamo ta pojav, nam sogovornik pove, da v pogostosti udara strele med urbanim okoljem in podeželjem ni bistvene razlike, saj so nova naselja grajena z zaščitnimi ukrepi proti delovanju strel, objekti pa imajo strelovodno zaščito, ki so ozemljena. Vpliv višine stavb na to, da bolj privlačijo strele, se začne šele nad 60 metri.

Zanimivost: Ali ste vedeli, da je klasično strelovodno zaščito izumil Benjamin Franklin, ki je živel in deloval v 18. stoletju v Severni Ameriki? Ugotovil je, da koničasti objekti pritegnejo strelo, to so vrhovi gora, antene, drevesa ... Veliko je eksperimentiral s strelo. Za svoje dosežke je leta 1753 prejel Copleyjevo medaljo Kraljeve družbe iz Londona. Poznamo ga predvsem kot državnika in politika, ukvarjal pa se je še z novinarstvom, založništvom, pisateljevanjem, izumiteljstvom ...

Za začetek: Kakšen je potek strele?

Ko ta udari, se pojavijo izjemno visoke temperature. Zaradi hitrega dviga temperature zraka se ta začne izjemno hitro raztezati in nastopijo detonacije, ki jih poznamo kot grmenje. Ko tok steče, se pojavi močna plazma in vidimo blisk. Ko pa strela udari v zemljo, se pojavi napetostni lijak, ki lahko sega do nekaj deset metrov premera. Če se znajdemo znotraj tega lijaka, se lahko v našem razkoraku pojavi do nekaj tisoč voltov. To pa je tisto, kar največkrat pohodnike poškoduje. Tok steče od ene noge do druge in poškoduje mišice, živce, srce ...

Obstaja že nekakšna preventiva?

V tujini preventivne ukrepe zelo resno jemljejo in imajo sisteme za obveščanje ljudi, da prihaja nevihta. Florida, ki se nahaja na področju z veliko nevihtami, ima učinkovit sistem obveščanja, posebej na stadionih in kjer se zbirajo množice ljudi.

Prav tako ponekod na tak način varujejo pomembno infrastrukturo. V letalstvu obstajajo pravilniki, da se v času neviht v krogu petih kilometrov ljudje z vzletne ploščadi umaknejo. Ne smejo delati ta čas. Pri nas se to v civilni družbi ne izvaja.

Storitev SMS-obveščanja o pojavu strel, ki jo implementiramo s Telekomom Slovenije, je do neke mere že to. Obvestilo bo naročnik prejel, ko bo nevarnost dejansko v neposredni bližini in ne v neki regiji. Lokalno, torej. Ko se bodo strele pojavile na Viču, bodo ljudje, ki živijo na Viču, obveščeni. In naj poudarim, da ne bodo obveščeni prav vsi z Viča, ampak tisti, ki živijo na primer na levi strani Tržaške ceste. Alarm bodo prejeli tisti v krogu petih kilometrov bližajoče se nevihte s strelami.

Torej lahko napoveste, kje bo udarilo.

Naj poudarim, da mi ne napovedujemo strel, temveč jih merimo, ko dejansko udarijo. Tudi sistem SCALAR deluje na tak način, da ob udaru strele meri elektromagnetna valovanja, ki lahko potujejo tudi 500 kilometrov daleč. Senzorji »poslušajo« ta valovanja in s triangulacijo locirajo strelo (v svetu uveljavljena metodologija, kako matematično določiti lokacijo strele, op. a.). Tako ugotavljamo, ali se je strela pojavila na nekem področju, ki nas zanima. Če da, je to področje rizično.

Posnetek udarov strel ob nevihti nad Železniki 18.9.2007

Pogosto slišimo, da se govori o neposrednem in posrednem udaru strele. Nam pojasnite, za kaj gre.

Pri neposrednem strela dejansko udari v objekt, v takem primeru so vidne fizične poškodbe, saj steče nekaj tisoč amperov toka. Temperature lahko v tistih nekaj milisekundah ob udaru dosežejo tudi 30.000 stopinj Celzija, kar je nekajkrat višja temperatura kot na Soncu.

Pri posrednih udarih je zanimivo to, da ko tok teče, se ta spreminja od nič do nekaj tisoč amperov in spet nazaj do nič. Sprememba toka po času spreminja močno elektromagnetno polje. To polje potuje skozi prostor skozi napeljavo, naprave, kjer se lahko inducirajo ‒ laično to pomeni, da se pojavijo napetosti znotraj same naprave. Te napetosti so lahko tako velike, da naprave uničijo same sebe. Pri take vrste udarih je zelo težko dokazovati, kaj je vzrok okvare, je bila kriva prenapetost ali na primer kakovost ali starost materiala, slaba zaščita ... To je težka vojna tako z zavarovalnicami kot s samimi proizvajalci naprav.

Ljudje se od nekdaj bojimo strel. Je to povezano tudi z vraževerjem?

Seveda. V antiki še niso poznali elektrike, jasno potemtakem niso vedeli, kaj je strela. Moč strele so pripisovala bogu Zevsu. Rimljani so verjeli, da s strelami kaznuje bog Jupiter, nordijska ljudstva pa so imela za to rdečelasega boga Thora, ki je ustvarjal nevihte, grome in strele. Danes obstajajo neke teorije, ki pravijo, da je strela počelo življenja, saj s svojim učinkom vpliva na molekule, alanine pretvori v tirozine, ki so neke vrste osnovni gradniki naše DNK. V pradavnini je bila strela zelo verjetno tudi vzrok za prve večje požare,v katerih je človek prepoznal korist ognja za ogrevanje, obdelavo hrane ... Verjetno je strela pripomogla tudi k začetku civilizacije.

Strela z jasnega – res prileti z modrega neba?

Ne pride z jasnega. Nevihtni oblak je lahko od dveh do 16 kilometrov visoko. To je velika gmota in si ne predstavljamo, da se v njej dogaja nekaj resnega. Mi se lahko nahajamo nekje, kjer je krasno sončno vreme. Nekje za planoto, 10 ali 15 kilometrov stran, pa se lahko odvija nevihta. Praviloma z zgornjega dela oblaka lahko potuje naboj povsem vodoravno tudi 15 kilometrov daleč in se obrne k zemlji, ko ga nekaj pritegne. V resnici pripotuje z nevihtnega področja.

Ali s spreminjanjem podnebja narašča število strel?

Izvajamo letne statistike, koliko strel se pojavlja. Povprečno število strel, ki se pojavljajo v Sloveniji, je približno 60.000. Ta številka iz leta v leto zelo niha, na primer od 30.000 do 90.000 strel. Odvisno od vremena. Sistem za merjenje deluje že 20 let in v tem času ni bilo nekega posebnega odklona, da bi lahko govorili o trendu naraščanja ali upadanja. Letošnje leto je do zdaj zaradi hladne pomladi rekordno po številu, kako malo jih je bilo v tem času. Lani maja je bilo pa izjemno živahno dogajanje.

Kaj lahko sami naredimo za preventivo?

Ko gradimo objekt, je pametno že na začetku upoštevati vse pravilnike in normative, ki so v Sloveniji dobri. Veliko zelo izkušenih in izobraženih strokovnjakov sodeluje pri pisanju priporočil. Osebno priporočam postavitev strelovodne zaščite, tudi če je pravilnik ne zahteva. Vložek je relativno majhen v primerjavi s tem, koliko sitnosti in škode lahko preprečimo. Ozemljitev naj bo pravilno izvedena, pri sami električni napeljavi pa je dobro že takoj vgraditi prenapetostne odvodnike. Pri stanovanjih in hišah iz leta 1980 ali še prej take zaščite ni. Tam je najboljša preventiva ta, da v času nevihte nizkonapetostne naprave preprosto fizično izklopimo iz napeljave. Ugasniti napravo ni dovolj.

So med napravami razlike? So katere so bolj občutljive na udare?

Seveda so. Telekomunikacijske naprave in zabavna tehnika so tak primer, saj delujejo z zelo majhnimi napetostmi, že sprejemniki in oddajniki so zelo občutljivi. Nasprotno pa skozi belo tehniko, ki ima grelce in elektromotorje, teče veliko toka in brez problema preživijo pri nihanju napetosti. Na takih napravah je bistveno manj okvar. Se pa danes tudi v te naprave vgrajuje vedno več elektronskih delov, kar jih dela bolj občutljive. Izklop iz vtičnice je zlata preventiva, ni pa v primeru velikih naprav prav praktična. Težko prestavljamo kak ogromen pametni hladilnik, da bi potegnili kabel iz vtičnice.

Ali je optika bolj varna pred udari strel kot bakrena tehnologija?

Zagotovo. Optično vlakno ne prevaja električne energije, saj je to kos plastike. Tudi če udari strela, ne more priti do prenapetosti, da bi uničila sprejemnik na tem modemu. Oba pa imata neko napajanje, prek katerega pa lahko pride do prenapetosti, vendar je to že druga zgodba. Dober primer je Kras. Tam je težava z ozemljitvami, saj ima tamkajšnji teren zelo veliko ozemljitveno upornost in se težje odvaja napetost. Posebej v starih kraških hišah so imeli redno ob vsaki nevihti težave s poškodbami telekomunikacijskih naprav. Uvedba optičnega vlakna je več kot 70 odstotkov odpravila te težave.

Maketa zaščite pred udari strel nekoč

Lani je IEMV v sodelovanju s Telekomom Slovenije ponudil preventivno obveščanje o potencialni nevarnosti udara strele. Letos se to obveščanje širi še na esemese. Kakšna je razlika?

To je izboljšava, saj se bo obveščalo Telekomove uporabnike storitev, da se je strela pojavila v neposredni bližini njihovega doma. Tako bodo ljudje med drugim dobili tudi občutek, koliko se v zvezi s strelami dogaja v njihovem okolišu. Lani smo že izvajali to storitev. Vidna je bila le pri tistih uporabnikih, ki so bili pred televizorjem na nekem področju z nevihto in se je pojavilo obvestilo o alarmu s priporočilom, naj napravo izklopijo iz vtičnice.

Zdaj je to drugače: obveščeni bodo tudi vsi tisti, ki sicer niso pred televizorjem, saj bodo prejeli na mobilni telefon SMS-sporočilo ne glede na to, ali so v stanovanju ali zunaj njega. Telefon imamo tako rekoč povsod in skoraj vedno pri sebi. Lani so bila opozorila v primerjavi z letošnjim projektom tudi bolj splošna.

Ta storitev je za uporabnika zelo preprosta in koristna, v ozadju pa je izredno napreden sistem, ki beleži strele, in zahteva zelo izobražen kader, ki je vpleten tako rekoč v polovico Evrope, da vse to sploh deluje. Pomemben člen so na primer trije doktorji elektrotehnike, ki imajo roko čez procesni del tehnike, da ta pravilno računa, vpleteno je tudi najbolj znano meteorološko podjetje s Finske z več kot stoletno tradicijo za detekcijo strel in tako naprej. Kup ljudi še sodeluje pri tem projektu, na drugi strani pa je seveda še Telekom Slovenije, ki mora vse to skupaj povezati, da sporočilo pride do končnega uporabnika.

Čisto za konec: pravijo, da strela nikoli ne udari dvakrat na isto mesto. Res ne?

Seveda strela v naravi lahko udari večkrat na isto mesto. To potrjuje tudi karta gostote strel.

Strela je tako fascinanten pojav, da ima tudi slovenski jezik nekaj frazemov, ki jih skoraj vsakodnevno uporabljamo, da bi v prenesenem pomenu nekaj sporočili. Poglejmo si jih nekaj: (Vir: Frazeološki slovar)

V videu si lahko pogledate, kako narava pokaže svojo moč.