احذر .. ظاهرة الانجذاب الكهربائي

الكهرباء الساكنة .. شرارة حارقة تضرب كل الأجسام

فرح ابراهيم

الكهرباء الساكنة نوع من الشحنات الكهربائية التي تنتج من اتصال أو انفصال أو احتكاك مادتين، وقد تكون إحدى المادتين موصلة أو كلاهما عازلة أو نتيجة الحث الكهربائي من الأجسام المشحونة. فظاهرة الكهرباء الاستاتيتيكية جاءت من القوى الكهربائية التي تحدث بين الشحنات المختلفة، هذه القوى وصفها قانون كولوم ولكنها قوى ضعيفة، فالقوى الكهربية بين الالكترون والبروتون التي تجعلهم منجذبين لبعض في ذرة الهيدروجين حوالي 40 ماجنينيوت من قوة التجاذب بينهم، وتنشأ الكهرباء الساكنة بسبب تجمع الكترونات أو غيابها في منطقة ما.

فالكهرباء الساكنة فرع العلم الذي يتعامل مع ظاهرة الانجذاب الكهربائي، وتتكون الكهرباء الساكنة بتجمع الشحنات الكهربائية على أجسام المعدات المختلفة وهي ظاهرة طبيعية، كما أن مشكلة الكهرباء الساكنة تكمن في تجمع الشحنات على جسم ما للحد الذي يشكل انتقالها إلى جسم آخر حدوث شرارة كهربائية.

وفي الطبيعة يتم تحرك وانتقال الشحنات من جسم إلى آخر بحرية لايضبطها إلا قانون أو خاصية بسيطة، وهي انتقالها من جسم إلى آخر بهدف التفاؤل والتوازن بين كمية الشحنات المتجمعة، وعند تحرك هذه الشحنات يحدث سريان لخطي التيار الكهربائي، كما تحصل شرارة كهربائية عند تحرك الشحنات من موقع إلى آخر عبر الجو المحيط، أي عندما تقفز تلك الشحنات من جسم ذي كمية عالية من الشحنات إلى الجسم الآخر ذي شحنات أقل، كما يمكن ملاحظة هذه الظاهرة يوميا عند خلع الملابس المصنعة من النايلون أو البوليستر في غرفة مظلمة ليلا، فستلاحظ ظهور شرر وصوت فرقعات بسيطة، وهذا نتيجة لانتقال الشحنات الكهربائبة.

تشكل هذه الظاهرة مشكلة كبيرة في الصناعة والمعامل وخصوصا في الصناعة النفطية والغازية مثلا, فانتقال الشحنات قد يسبب شرارة قد تكون كافية لإيقاد الغازات والأبخرة المتواجدة بالموقع.

والخطر الرئيسي من التفريغ الكهربائي هو الحريق أو الانفجار عند وجود مادة قابلة للاشتعال أو للانفجار ذلك من جراء القوس الكهربائي الحاصل، وهذا الخطر ليس محصورا بالعمليات التي تشمل الغاز أو النفط  بل تشمل كذلك نشارة الخشب والمطاحن ومعامل النسيج والحياكة والمحاليل الخاصة بالتنظيف وعدد كبير آخر من العمليات، كما أن مرور النفط أو مشتقاته خلال الأنابيب عند تعبئة أو تفريغ الخزانات يولد شحنات كهربائية. وعند ملء خزان النفط أو المنتجات النفطية يجب ادخال أو تدلي خروم الملء إلى قعر الخزان وذلك لضمان عدم تناثر المادة مما سيتسبب في توليد شحنات استاتيكية إذا تجمعت قد تسبب خطر.

ومن الصعوبة بمكان منع تولد الكهرباء الاستقرارية. والأخطار تنتج عند تجمع الشحنات الكهربائية لدرجة حدوث التفريغ «الوميض»، وطريقة السيطرة على تلك الأخطار بمنع تجمع الشحنات الكهربائية وإيصالها للأرض.

تجاوز الأخطار

لتجاوز مشاكل هذه الظاهرة، يجب جعل كافة الأجسام متعادلة من حيث تجمع الشحنات عليها، فلن يكون هناك تجمع للشحنات على جسم ما يفوق ما هو متجمع على الجسم الآخر.لذا من العادة ربط جميع الأجسام المعدنية في المعمل مع بعضها وربطها مع الأرض من خلال نظام للتأريض بهدف تفريغ كل الشحنات الكهربائية المتجمعة إلى الأرض.

تبقى مشكلة الشحنات المتكونة في الغيوم وتفريعها في ما بينها وبين الأرض والتي كثيرا ما سببت في حرائق الغابات, أما لحماية المسقفات والأبنية المرتفعة فيكون بواسطة نظم لمانعات الصواعق، والتي تقوم بتسريب الشحنات والجهد الكهربائي العالي المصاحب لها للأرض، ومن الجدير بالذكر ان الكهربائية الساكنة )الاستاتيكية( تستقر على سطوح الاجسام دائما، وذلك لان الشحنات المتولدة على الجسم تكون من نوع واحد، ونتيجه لذلك تنشأ قوى تنافر فيما بينها فتحاول ان تأخذ أقصى مسافة فيما بينها فتتجه إلى الخارج، وعلى هذا الأساس لا يصاب ركاب الطائرة بالصاعقة عند مرورهم من خلال غيمه مكهربة فتستقر الشحنات على سطح الطائرة ولا تدخل إلى الداخل.

وهناك إجراءات سلامة لمختلف المعدات يجب اتباعها:

1-شاحنات النفط البرية ( الصهاريج ) : تتولد الكهرباء الاستقرارية بشاحنات نقل الوقود من جراء دوران الإطارات المطاطية واحتكاكها بالأرض، لذا يجب أن تكون أجزاء الشاحنة المختلفة مثل الخزان والهيكل «الشاصي» والنوابض ومحور العجلات، أي كافة أجزاء الشاحنة، متصلة كهربائيا مع بعضها البعض ويكون هيكل الشاحنة متصلا مع الأرض بصورة جيدة بواسطة السلسة حديدية تكون الحلقات الأخيرة منها مصنوعة من مادة البرونز الفسفوري وكذلك أن تحتوي السلسلة على نقطة اتصال ضعيفة ليسهل انفصال السلسلة عن الهيكل في حالة تعلقها بشيء ما، ويجب أن تجري صيانة دورية لهذه السلسلة والتأكد من صلاحيتها لأداء مهمتها، كما  يجب أن توصل شاحنة النفط البرية كهربائيا مع خط التعبئة ومع الخزان المراد تعبئته وذلك أثناء عمليات التعبئة والتفريغ، ويجب عدم تعبئة أو تفريغ شاحنات النفط البرية عند وجود عواصف رعدية و برق.

2- مضخات التعبئة :  يجب أن تتصل فوهة التعبئة بالأرض «أرضي» كما يجب أن يكون غلاف خرطوم التعبئة متضمنا توصيلا جيدا للكهرباء بين فوهة التعبئة وغلاف المضخة الخارجي، وأن التوصيل الأرضي يمكن ربطه في الغلاف الخارجي للمضخة، ولكن إذا لم يكن كذلك فيجب ربط الأرضي حين ذاك بفوهة التعبئة.

3- سيور نقل الحركة: تتولد الكهرباء الاستقرارية من دوران سيور نقل الحركة ومن اتصال وانفصال السيور عن البكرة، ولا يمكن التخلص من الشحنات الاستقرارية المتجمعة بتوصيل البكرة أو محور الدوران بالأرضي بل يجب أن يكون السير نفسه موصلا بالأرضي بصورة فعالة، لذلك يجب أن يعالج السير بمستحضر خاص لهذا الغرض أو استعمال مشط معدني ذي رؤوس حادة يأخذ مكانه عند ترك السير للبكرة حيث يفرغ الشحنة الاستقرارية المتجمعة، ويكون التفريغ فرجوني Brush Discharge. ومن الأفضل استعمال السيور المقاومة للشحنات الكهربائية.

4- أنابيب البخار: يمكن أن تتراكم الشحنات الكهربائية على الصفائح المعدنية التي تغطي العازل الحراري للأنابيب ما لم يتم تأريضها بشكل جيد.

المصدر : مجلة بيئتنا - الهيئة العامة للبيئة - العدد 123