Paratoner Nedir, Nasıl Çalışır?

Deprem, sel, çığ düşmesi benzer biçimde tabiat olaylarının ne kadar tehlikeli olabileceğini maalesef vatanımızda son yıllarda yaşanmış olan felaketlerde sık sık deneyimledik. Sadece bunlar içinde bir tanesi bir çok vakit gözümüzden kaçıyor; yıldırım. Yıldırım düşmesi başta yangınlar olmak suretiyle pek oldukca büyük felaketin başlangıcı olabilir ve hatta direkt olarak bir canlının üzerine düşmüş olduğu vakit sonu ölüm bile olabilir.

Yıldırım düşmelerine karşı en büyük silahımız ise paratonerdir. Paratoner sistemi yüzlerce senedir insanoğlu tarafınca yıldırım düşmelerine karşı tedbir amacıyla kullanılıyor. Bilhassa elektrik yükünün yoğun olduğu şehirlerde ve yüksek binalarda paratoner kullanmak gerçek anlamda yaşam kurtarıcıdır. Gelin paratoner nedir, nasıl çalışır, ilk kez nasıl ortaya çıkarıldı benzer biçimde soruları birazcık daha yakından inceleyelim.

Paratoner nedir?

Paratoner, tüm dünyada yüzlerce senedir kullanılan ve yıldırımdan korunma sistemi olarak adlandırılan bir tedbir sisteminin en etkin parçalarından biridir. Kısaca bilinenin aksine bu sistemin adı paratoner değildir. Paratoner yalnızca bu karmaşık sistemin bir parçasıdır. Sadece en mühim parçasıdır demek mümkün.

Yıldırımdan korunma sistemi; soruşturma parçası olan paratoner, iletken, topraklama ve dalgalanma önleyiciden oluşur. Yıldırımı düşmüş olduğu anda yakalayan parça paratonerdir. Tarih süresince değişik kullanımları olsa da temel olarak bu sistemin büyük kısmı metal malzemeden yapılır. Böylece elektrik yüklü yıldırım, hiçbir yere zarar vermeden toprağa iletilir.

Paratoner nasıl çalışır?

Ilk olarak paratoner takılmak istenilen bina uzmanlar tarafınca incelenir. Hangi çoğunlukla yıldırım düşeceği, ne kadar bir çapa haiz olacağı, ne kadar enerji yüklenmiş olarak gelebileceği üstüne emek harcamalar yapılır. Bu emek harcama sonucuna bakılırsa değişik paratoner türlerinden en uygun olanı seçilir.

Uygun yıldırımdan korunma sistemi seçildikten sonrasında ilk olarak metal paratoner binanın en yüksek noktasına kısaca yıldırıma en yakın noktaya yerleştirilir. Yıldırımı yakalayan paratonerin enerjiyi iletmesi için aşağı doğru iletken sistem döşenir. İletkenin gönderilmiş olduğu enerjinin toprağa karışması için topraklama sistemi ve toprağın emdiği enerjinin dağılmaması için de bir dalgalanma önleyici sistem yerleştirilir.

Yıldırımdan korunma sisteminin emek harcama prensibi ise basittir; enerji ve ısı yüklü yıldırımın metal sistem tarafınca kendine çekilmesi ve çekilen gücün de en zararsız hedef olan toprağa verilmesi. Evlerde kullanılan topraklama sisteminin oldukca daha büyük enerjilere dayanabilecek güçte olan versiyonu benzer biçimde görebiliriz.

Neden paratoner kullanıyoruz?

Tüm dünya vatanlarında paratoner kullanımı, belirli yasalar ve bu yasalara uygun yönetmelikler çerçevesinde mecburi tutulmuştur. Sadece paratoner kullanımının tek sebebi yasal zorunluluk değil, yaşam kurtarmaktır. Yasalar özgür bıraksa bile kimse binasına yıldırım düşmesini istemez.

Yıldırımlar, averaj 20 bin santigrat aşama sıcaklığa haizdir. Bu ısı seviyesinin yakıcılığı tartışılamaz bile. Yetmezmiş benzer biçimde bir de elektrik yüklüdür. Elektrik yükü, direkt olarak kullandığımız elektrik ağına geçebilir ve akım kontrolünü bozarak tüm kent şebekesini bozabilir. Yıldırım ile beraber gelen ışık ve gök gürültüsü, nasıl bir güce haiz bulunduğunun en büyük göstergesidir.

Yıldırımın enerjisini gördükten sonrasında insanlık ister istemez bu korkulu tabiat vakasına karşı tedbir almak istemiş ve bu yüzden paratoner kullanmıştır. Paratoner, yalnızca şehirlerde kullanılmaz. Orman yangınlarının en büyük organik sebebi de gene yıldırımlar olduğundan ormanlık alanlarda da değişik yıldırımdan korunma sistemleri kullanılmaktadır.

Paratoner nasıl ortaya çıkarıldı?

ABD Birleşik Devletleri’nin kurucu isimlerinden olan Benjamin Franklin, bununla beraber bugün tüm dünyada kullanılan paratoner sisteminin de mucididir. Franklin’in paratoneri bulma hikayesi, bu buluşun insanlık için ne kadar mühim bulunduğunu ve mucidin canını ortaya koymuş bulunduğunu bizlere gösteriyor.

15 Haziran 1752 tarihinde, fırtınalı bir Philadelphia gününde Benjamin Franklin metal çerçeveli bir uçurtma havalandırdı. Uçurtma ipinin ucuna da metal bir anahtar bağladı. Süre geçtikçe anahtarın elektriklenerek etrafa kıvılcımlar saçtığını görmüş oldu. Bunun anlamı, metal anahtarın elektrostatik yüklü olduğu ve yıldırım düşmelerinin de bir elektrostatik boşalma olduğuydu.

Benjamin Franklin, elektrik ateşi olarak isimlendirdiği yıldırımların bulutlar arasından çıkmış olduğu anda kendilerine bir yol aradıklarını ve ortada metal bir boru olursa direkt olarak bu yolu kullanacaklarını düşündü. Bu emek harcama sonrası 1753 senesinde, bugün hala Franklin tipi olarak isimlendirilen paratoneri buluş etti. 

Paratoner türleri:

• Franklin paratonerler
• Faraday kafesleri
• Erken Yayıncı Emisyon paratonerleri
• Havai Kablolar

Tarih süresince dünya genelinde kullanılmış 4 temel yıldırımdan korunma sistemi bunlardır. Sadece günümüzde en yaygın olarak kullanılan Early Streamer Emission kısaca Erken Yayıncı Emisyon türüdür. Bu sistemin yaygın olarak kullanılmasının sebepleri kolay kuruluyor olması, ortalama 80 metrelik yarıçapta koruma sağlıyor olması ve maliyetinin oldukca daha düşük olmasıdır. 

Gene de bu 4 temel yıldırımdan korunma sistemi de değişik noktalarda kullanılmaya devam ediyor. Uzmanlar tarafınca meydana getirilen araştırmalarda bir hedef kısaca korunması ihtiyaç duyulan alan belirleniyor ve bu alanın yarıçap genişliğine bakılırsa değişik türler tercih ediliyor. Yıldırımın düşme sıklığı ve gücü de tercih esnasında dikkat edilen mühim kriterler içinde.

Yıldırım nasıl oluşur?

Yıldırım düşmesi olarak isimlendirdiğimiz tabiat vakası, enerji yüklü bir bulutun elektrik boşaltmasıdır. Yer ve bulut arasındaki elektrik yüklerinden biri negatif, biri pozitif olduğu vakit yıldırım düşmesi vakası ile karşılaşırız. Bu boşalma vakası o denli şiddetlidir ki iletken olmayan hava bile yarılarak bu akışa izin vermek zorunda kalır.

Her bulut bu şekilde bir yüke ya da yıldırım düşürme potansiyeline haiz değildir. Yıldırım düşmesi kümülonimbus, özetlemek gerekirse Cb olarak anılan bir bulut türüne hususi bir durumdur. Günlük hayatımızda pek karşılaşmayacağımız bu bulut türleri ile tahmin edebileceğiniz benzer biçimde yağmurlu ve fırtınalı günlerde karşılaşırız. 

Yıldırım düşmüş olduğu vakit ortaya çıkan enerji ortalama bin joule, ısı ile 20 bin santigrat derecedir. Bu olayın açığa çıkardığı enerji sebebiyle yıldırım düşmesine gök gürültüsü ve şiddetli bir ışık da birlikte rol alır. Bir insana yıldırım çarpma olasılığı ise 600 binde bir olarak hesaplanmıştır. Bu, oldukça düşük bir ihtimaldir.

Yıldırımdan korunma sisteminin bir parçası olan paratoner nedir, nasıl çalışır, nasıl ortaya çıkarılmıştır sorularını yanıtladık ve mevzu hakkında bilmenizde fayda olan bilgileri anlattık. Yıldırım düşmesi riski asla hafife alınmamalı ve risk altında olan tüm binalar ne olursa olsun paratoner ile korunmalıdır.