Încă din cele mai vechi timpuri, înainte ca tehnologia sa domine lumea, omenirea, neînțelegând esența fenomenelor meteorologice, le-a pus pe seama vrăjitoriei sau furiei zeilor. Însă cum omenirea se află într-o continuă dezvoltare, pe la mijlocul secolului al XVIII-lea, a fost găsită și explicația pentru producerea fulgerului.

Fulgerul este un arc electric luminos rezultat în urma unui proces de descărcare electrică între nori, cauzat de o diferență de potențial electrostatic. Acest fenomen meteorologic are loc în natură între nori încărcați cu sarcini electrice diferite.

Deși fulgerele sunt diferite de trăsnete în care se creează o legătură intensivă electric între nor și pământ, toate descărcările electrice sunt la fel și anume un canal ionizat prin care se descarcă o cantitate mai mare sau mai mică de electricitate.

Diferența dintre fulgere și trăsnete este că acestea au loc în interiorul unui singur nor de furtuna sau între doi sau mai mulți nori, pe când trăsnetul are legătură directă cu pământul și este responsabil de moartea anuală a multor oameni. Privind aceste diferențieri, putem specifica 4 tipuri de fulger, și anume:

  • Fulger în interiorul unui singur nor de furtună

Acest fulger este cel mai comun tip de descărcare, cel în interiorul unui singur nor de furtună, care sare între diferite regiuni încărcate din nor. Fie toate părțile canalului fie doar o parte din acestea pot fi ascunse în interiorul norului și pot sau nu pot fi vizibile pentru observatorul de pe pământ.

  • Fulger între doi sau mai mulți nori

Acest tip de fulger are loc între doi sau mai mulți nori de furtună complet separați, fiind un eveniment relativ rar. Poate avea loc la orice altitudine de formare a fulgerelor în interiorul norului, dacă condițiile necesare sunt prezente.

  • Fulger ‘anvil crawler’

Deși numele este ciudat, acest tip de descărcări se potrivesc perfect numelui. Sunt orizontale, asemenea unui copac, care au loc în interiorul unui nor și a cărei propagare poate fi văzută cu ochiul uman. În alte cuvinte, mișcarea acestor fulgere pe cer este suficient de înceată încât un observator de pe pământ sau o cameră cu o viteză normală îi poate capta mișcarea pe cer.

Acest tip de fulger deseori acoperă distanțe foarte mari, rezultând într-o vastă și spectaculoasă imagine produsă pe cer. Fiind fulgere de altitudine foarte mare, tunetul produs de acestea poate fi auzit de observatorul de pe pământ de cele mai multe ori ca un sunet calm, nu puternic și asurzitor ca în cazul unui trăsnet între nor și pământ.

  • Fulger sub formă de bilă sau fulger globular

Denumit în engleză „ball lightning”, acest tip de fenomen este unul rar, descris ca o sferă plutitoare, iluminată care apare în timpul furtunilor. Se poate mișca rapid, încet sau poate staționa, poate fi tăcută sau poate produce un sunet de sâsâit sau de pocnit, poate trece prin geamuri, poate dura de la câteva secunde la câteva minute, poate dispărea încet sau brusc fie fără niciun sunet fie cu un sunet puternic de explozie sau lovitură.

Până în momentul actual acest fenomen există doar pe baza mărturiilor oamenilor care pretind că l-au observat și nu există nicio dovadă concludentă a existenței acestuia. Nicio fotografie sau videoclip nu au fost vreodată făcute reprezentând acest fenomen.

Acest fenomen meteorologic a făcut ca în anul 1752 să fie inventat paratrăsnetul de către savantul Benjamin Franklin.

Paratrăsnetul a fost realizat pentru a proteja structurile în cazul lovirii unui fulger.

Paratrăsnetul este o tijă metalică sau un obiect metalic amplasat pe punctul cel mai înalt al unei structuri, precum o clădire, o navă sau chiar un copac, conectat electric folosind un fir sau un conductor electric pentru a interacţiona cu pământul (împământare) prin intermediul unui electrod.

Paratrăsnetul este o instalație de protecție a construcțiilor și a instalațiilor împotriva efectelor produse de loviturile directe de trăsnet, curentul scurgându-se din paratrăsnet în pământ. Paratrăsnetul mai este cunoscut și sub denumirea de paratoner sau parafulger.

 

Cine a inventat paratrasnetul? – Paratrăsnetul în antichitate

Încă din cele mai vechi timpuri, oamenii au realizat că fulgerul este foarte periculos, iar pentru a îndepărta acest pericol, pentru prima dată în istorie în anul 1170 î.Hr., Ramses al III-lea a ordonat dispunerea unor coloane aurite pe templele din capitala egipteana Teba.

Aceste conductoare de fulgere vechi pot fi găsite și în Sri Lanka în locuri precum Regatul Anuradhapura care datează din anul 377 î.Hr. Regii sinhalezi, care stăpâneau foarte bine arta construcţiei structurilor avansate, au instalat un vârf de metal, realizat din argint sau cupru, pe cel mai înalt punct al fiecărei clădiri pentru a conduce încărcătura electrică. Deși în multe părţi din lume, monumentele budiste antice au fost distruse de fulgere, datorită acestor construcții avansate, în Sri Lanka, monumentele și clădirile budiste au rămas intacte.

Turnul din Nevyansk a fost construit între anii 1721 şi 1745, la ordinele industriaşului Akinfy Demidov. Un conductor de trăsnete ar fi fost folosit intenţionat în Turnul Înclinat din Nevyansk, cu 28 de ani înainte de experimentul şi explicaţia ştiinţifică a lui Benjamin Franklin.

Vârful turnului este încojurat cu o tijă metalică în forma unei sfere poleite cu aur, cu ţepi. Această tijă metalică era împământată prin armătură metalică a carcasei ce străpungea întreaga clădire, totuşi, adevărata intenţie din spatele acoperişului şi a armăturii metalice a rămas necunoscută.

În Europa se considera că paratrăsnetul a fost inventat de preotul premonstraten ceh Prokop Divis, între anii 1750 şi 1754. Divis a amplasat, în anul 1754, primul paratrăsnet la sol în gradina sa din Primetice de lângă Znojmo.

 

Cine a inventat paratrasnetul? – Începutul erei lui Benjamin Franklin

Benjamin Franklin este una dintre cele mai cunoscute personalități din istoria Statelor Unite, unul din părinții fondatori (Founding Fathers), diplomat, om de știință, inventator, filozof, profesor și om politic.

Fulgerul, unul din cele mai înfiorătoare fenomene ale naturii a fost înțeles abia la jumătatea anilor 1700, după ce Benjamin Franklin a reuşit să dovedească, folosind un zmeu, că fulgerul este de natură electrică.

Pe vremea când avea 46 de ani, în anul 1752, Franklin a realizat un mic experiment pentru care a folosit un banal zmeu de pânză. În urma acestui experiment şi-a dobândit renumele de savant. Experimentul a fost realizat într-o după-amiază de iunie, pe un câmp în apropiere de Philadelphia, alături de fiul său William , în vârstă de 20 de ani.

Savantul Benjamin Franklin a construit un zmeu dintr-o pânză subţire, mătăsoasă, pe care a fixat-o pe câteva speteze din lemn de brad aşezate cruciş, iar în vârful zmeului a pus o sârmă scurtă care avea menirea de a atrage fulgerul.

La capătul de jos al sforii cu care se înălţa zmeul era o legătură de mătase care să-l ferească de lovitura electricităţii captată de sârma pusă în vârf. Ca întrerupător al curentului a folosit o cheie care făcea legătura între sfoară şi legătura de mătase.

Acesta a fost momentul în care savantul a revoluționat lumea cu a s-a descoperire.

El și fiul său au aşteptat să se declanşeze furtuna şi au ridicat zmeul în preajma fulgerelor. Pentru a păstra uscată legătura de mătase a zmeului, cei doi s-au adăpostit sub un şopron. Deşi zmeul şi sfoara erau înmuiat de apa de ploaie, Benjamin a observat că nu se produce nicio reacție, astfel el a decis să apropie pumnul de cheie, moment în care a sărit o scânteie.

Acest banal experiment i-a deschis apetitul de cercetare a necunoscutului și i-a pus imaginația în mișcare, astfel el a început experienţele cu electricitatea în anul 1746.

Benjamin Franklin a fost primul care a introdus noţiunea de sarcină electrică pozitivă şi sarcină electrică negativă, a dus la înţelegerea esenţei buteliei de Leyda.

Astfel după multe cercetări și documentări, pe data de 15 iunie 1752, savantul a fost sigur că fulgerul este de natură electrică, fiind o scânteie gigantă, și i-a venit ideea de a atrage fulgerul printr-un stâlp de metal ascuţit în vârf care să se descarce în pământ.

Paratrăsnetul ascuţit, numit şi „atractorul de fulgere„ sau „tija Franklin„, a fost inventat de Benjamin Franklin în anul 1749 ca parte a explorării inovatoare despre electricitate. Deşi nu a fost primul care a sugerat o corelaţie între electricitate şi fulgere, Franklin a fost primul care a propus un sistem funcţional pentru a-şi testa ipoteza.

Primul paratrăsnet construit de Franklin a fost alcătuit dintr-un drug de fier lung de trei metri şi lat de 27 de centimetri care a fost pus pe casa unui comerciant din Philadelphia. Era cu totul izolat de locuinţă şi paratrăsnetul era pus în legătură cu un fir de metal al cărui capăt de jos fusese îngropat în pământ.

Benjamin Franklin a emis ipoteze despre paratrăsnete cu câţiva ani înainte de experimentul cu zmeul. Se spune că acest experiment a avut loc deoarece s-a săturat să aştepte până la finalizarea bisericii „Christ Church„ din Philadelphia pentru a pune un paratrăsnet în vârf.

Deși această descoperire a revoluționat lumea tehnologiei, ea a fost privită cu scepticism mult timp şi chiar au fost oamenii de ştiinţă care au combătut-o vehement.

În secolul al XIX-lea, paratrăsnetul a devenit un element decorativ. Acestea au început să fie împodobite cu bile de sticlă ornamentale. Motivul principal al acestor bile era pentru a furniza dovada unei loviri de fulger prin deteriorare sau prin desprinderea de tijă. Dacă după o furtună o bilă este distrusă sau dispărută, proprietarul ar trebui să verifice clădirea, tija şi firul de împământare.

Paratrăsnetul lui Benjamin Franklin a fost folosit în masă de locuitorii oraşului Veneţia, iar în anul 1778 toate vasele de război ale veneţienilor erau dotate cu paratrăsnete, acestea fiind atașate atunci când fulgerele erau anticipate, dar au avut o rată de succes foarte scăzută.

În anul 1820, William Snow Harris a inventat un sistem reuşit pentru amplasarea paratrăsnetelor pe navele de lemn ale acelei perioade, dar în ciuda testelor încheiate cu succes care au început în 1830, Marina Regală Britanică nu a adoptat sistemul până în anul 1842, timp în care Marina Imperială Rusească a adoptat deja sistemul.

În anul 1782, toate clădirile publice din Philadelphia aveau paratrăsnete.

În anii 1990, punctele de paratrăsnet au fost înlocuite după cum au fost construite în prima fază atunci când Statuia Libertăţii din vârful Capitoliului SUA din Washington DC a fost renovată.
Monumentul Washington este şi acesta echipat cu multiple puncte de paratrăsnet, iar Statuia Libertăţii din New York deviază fulgerele cître sol atunci când este lovită.

 

Cine a inventat paratrasnetul? – Viața savantului Benjamin Franklin

Benjamin Franklin s-a născut la Boston pe 17 ianuarie 1706, tatăl său, Josiah, fiind un fabricant de săpun și lumânări, iar mama sa, Abiah, era a doua soție a lui Josiah. Benjamin Franklin era al 15-lea din cei 17 copii.

La vârsta de 10 ani, Benjamin a început să ajute la magazinul de lumânări al tatălui său, tăind lumânări. Deși a studiat la școală doar doi ani, el citea mult în timpul său liber.

La 12 ani, a mers să lucreze ca ucenic la tipografia fratelui său, James. În fiecare noapte, studia scriitorii clasici și pe cei ai timpului său, și de asemenea aritmetica, navigația și gramatica.

Când James a lansat săptămânalul numit „The New England Courant”, Benjamin a scris în secret o serie de scrisori umoristice pe care le-a trimis la gazetă sub numele de „Mrs. Silence Dogood”. În acestea Franklin râdea de studenții de la Harvard College și de poeții netalentați.

Devine faimos cu publicația “Poor Richard’s Almanac”, care este cunoscută în toată America și în Europa, devenind la fel de populară ca și Biblia. Cumpără “Pennsylvania Gazette” unde este director și redactor.

Cine a inventat paratrasnetul - Benjamin Franklin

Benjamin mai întâi a mers la New York, care atunci era un oraș mai mic decât Boston, și n-a găsit nimic de lucru, iar în octombrie a plecat la Philadelphia.

Guvernatorul Pennsylvaniei s-a interesat de tânărul Franklin și l-a sfătuit să-și deschidă propria tipografie.

În 1728, când Franklin avea 22 de ani, a întemeiat primul său atelier tipografic cu un partener al său, Hugh Meredith, a perfecționat turnatul literelor și a îmbunătățit tehnica gravurii în cupru. Cei doi au publicat un săptămânal numit “The Pennsylvania Gazzette”, iar în 1730, Franklin a cumpărat și acțiunile lui Meredith.

Franklin s-a căsătorit cu Deborah Read în 1730, cu care a avut trei copii.

În 1731, Benjamin Franklin a fost inițiat francmason în loja Sf. Ioan din Philadelphia. Un an mai târziu, tipărește cea mai cunoscută publicație a lui, “Poor Richard’s Almanack”.

În acest timp a învățat câteva limbi, și studia cărți științifice în engleză, franceză și germană. De asemenea a înființat și un club de dezbateri numit Junto, care mai târziu a devenit American Philosophical Society și care avea drept obiectiv răspândirea științei. Cu ajutorul acestui club a întemeiat în 1731, prima bibliotecă publică din America.

În 1748, Franklin a cumpărat o fermă de 300 de acri lângă Burlington, New Jersey, având destul timp pentru știință și servicii publice. Între 1736 și 1751 a fost șeful poștei din Philadelphia.

A inventat și un dispozitiv prin care putea să măsoare distanța între două orașe. A mers pe toate drumurile principale cu o căruță plină cu pietre, la fiecare milă, aruncau câte o piatră. Înainte, poșta era transportată de 2 ori iarna, dar Franklin a angajat mai mulți poștași pentru ca poșta să fie transportată în fiecare săptămână. După 4 ani, guvernul Britanic a avut pentru prima dată profit în sistemul de poștă.

Benjamin Franklin a fost inventator toată viața lui. Cea mai faimoasă invenție era soba Franklin, care avea un randament mai mare. Guvernatorul Pennsylvaniei i-a spus să o breveteze, dar Franklin a refuzat.

Când Franklin a auzit că un european a reușit să stocheze electricitate în niște tuburi speciale, a cumpărat niște tuburi din acelea, și-a construit un laborator în casa sa. A realizat multe experimente și a publicat o carte despre electricitate. Pe principiile sale se bazează Teoria Electricității moderne.

A trimis rezultatele experimentelor sale unor oameni de știință din Anglia și Franța, care au fost impresionați și a fost ales membru al Royal Society în 1756 și a primit „Copley Medal”. În 1773 a fost ales ca unul din cei opt asociați străini ai Academiei Regale de Științe din Paris.

Franklin și-a dat seama că fulgerul este o descărcare electrică din nori. În cartea sa a sugerat un experiment pentru a testa aceasta. Cu ajutorul fiului său William, Franklin a realizat acest experiment în 1752. Franklin era și un om practic pe lângă un bun teoretician, inventând paratrăsnetul (în 1753) pentru a apăra clădirile de fulgere.

O altă invenție a sa o constituie roata electrică, care a semnificat descoperirea posibilității de a transforma, în mod continuu, energia mecanică în energie electrică.

A întocmit un proiect pentru construirea vapoarelor puse în mișcare de aburi.

Franklin și-a petrecut ultimii cinci ani din viață în Philadelphia. A inventat un dispozitiv prin care să ia cărți de pe rafturile de sus ale bibliotecii, a trimis scrisori prietenilor și liderilor politici: George Washington, Thomas Jefferson, John Adams, James Madison. A scris articole și o autobiografie.

Ultimul său act politic a fost de a scrie un memoriu pentru abolirea sclaviei negrilor.

Benjamin Franklin a murit la vârsta de 84 de ani, pe 17 aprilie 1790, fiind înmormântat alături de soția sa în cimitirul Bisericii Creștine din Philadelphia.

 

Cine a inventat paratrăsnetul? – Paratrăsnetul în prezent

Vara este anotimpul cu cele mai numeroase furtuni, însoţite în marea majoritate a cazurilor de fulgere şi trăsnete. În pofida măreţiei acestui spectacol de sunet şi lumină, fulgerele pot provoca daune majore.

Nu putem preveni ca fulgerele să nu lovească casa dumneavoastră, dar putem să diminuăm efectele acestor evenimente devastatoare instalând un sistem eficient de protecție tip paratrăsnet.

Se recomandă instalarea paratrasnetului pe proeminențele cele mai ridicate ale clădirii protejate.

PDA-urile ce asigura protecția spațiilor deschise (teren de golf, piscină, camping, etc.), trebuie montate pe suporți speciali, de genul stâlpi de iluminat, catarge, piloni sau pe o structura învecinată ce permite PDA-ului să protejeze întreagă zona. Cu cat este instalat mai sus, cu atat va proteja o suprafata mai mare, cu aceeasi putere.

Cine a inventat paratrasnetul - Paratrăsnet

Paratrăsnetele sunt de 3 tipuri:

  1. paratrăsnet clasic
  2. paratrăsnet cu dispozitiv de amorsare (PDA)
  3. mixte, care se compun din elemente clasice și paratrăsnete PDA

Cele mai folosite sunt cele tip PDA, acestea fiind mai eficiente, mai ușor de instalat, mai ieftine și mai estetice.

Cine a inventat paratrăsnetul? – Funcționarea unui sistem paratrăsnet:

Formarea unui paratrăsnet are loc că urmare a creșterii câmpului electric peste o valoare critică. Această energie naturală este acumulată de dispozitivul de amorsare al partrasnetului, care astfel rămâne în situație de pre-control. Pe măsură ce descărcarea se apropie, are loc o creștere bruscă și intensă de câmp electric, ceea ce generează o zona de risc de impact. Dacă această zona se găsește în zona de protecție a paratrasnetelui, variația bruscă a câmpului electric declanșează simultan sistemul de control al paratrasnetului care, sincronizat cu apropierea fulgerului, furnizează o cale de descărcare sigură și controlată spre pământ.

Un criteriu foarte important de care ținem cont când alegem tipul de PDA este avansul de amorsare ΔT (exemplu: 15μs, 30μs, 45μs, 60μs).

Cine a inventat paratrasnetul? – Componenta instalației de protecție a paratrasnetului:

Componentele instalației de protecție a paratrasnetului sunt:

  • dispozitiv de captare PDA, catarg cu sistem de fixare pe clădire/stâlp
  • coborârea conductorului tip platbanda sau rotund, clemele de fixare pe clădire, acoperiș sau pereți
  • priză de pământ

Vârful unui paratrăsnet trebuie să fie cu cel puțin 2m – 3m deasupra zonei ce trebuie protejate (inclusiv obiectele instalate pe acoperiș: coșuri de fum, antene, etc.). Înălțimea de 2m este cea minimă și poate asigura o rază minimă de protecție . În funcție de înălțimea relativă a paratrasnetului față de obiectele de pe acoperiș, acesta poate avea raze de protecție diferite. Se poate întâmpla să fie nevoie de două sau mai multe paratrasnete.

Fiecare Paratrăsnet PDA este legat la pământ prin cel puțin două coborâri (conductoare), dintre care una ar putea fi naturală. Coborârile sunt instalate de regulă pe partea exterioară a structurii protejate. La 2m înălțime deasupra solului, conductorul de coborâre este întrerupt, legătură electrică la priza de pământ fiind realizată cu o piesă de separație de alamă. Pentru protejarea conductorului de coborâre, pe porțiunea de 2m de sub piesă de separație se montează o teacă de protecție cu lungimea de 2m din inox. Fiecare coborâre a unui Paratrăsnet este legată la o priză de pământ proprie.

 

Citește și:

Inventatori celebri: Cine a inventat becul?

Inventatori celebri: Cine a inventat telefonul?

Inventatori celebri: Cine a inventat insulina?

Poate te intereseaza sa afli si: Cum se formeaza curcubeul