Multiverse | บัญชา ธนบุญสมบัติ
ไซด์แฟลช
ภัยจากฟ้าผ่าที่อาจทำร้ายคุณได้!
ฟ้าผ่าอาจทำอันตรายคน (รวมทั้งสัตว์และสิ่งต่างๆ) ได้หลายแบบ ในบทความ ฟ้าผ่าทำอันตรายคนเราได้ด้วยกลไกอะไรบ้าง? ที่ผมเคยเขียนอธิบายไว้ในมติชนสุดสัปดาห์ก่อนหน้านี้ อ่านได้จากตรงนี้ https://www.matichon.co.th/weekly/column/article_750958
ผมสรุปกลไกที่ฟ้าผ่าสามารถทำร้ายคนเราไว้ 7 แบบ ได้แก่
(1) สายฟ้าฟาดลงบนตัวคนหรือสัตว์แบบจังๆ เรียกว่า ฟ้าผ่าโดยตรง (Direct strike)
(2) ฟ้าผ่าโดนวัตถุอื่น แต่ร่างกายสัมผัสกับตัวนำที่เชื่อมต่อกับวัตถุนั้น กระแสไฟฟ้าจึงไหลเข้าสู่ร่างกายได้ เรียกว่า การสัมผัสกับวัตถุที่ถูกฟ้าผ่า (Contact หรือ Conduction)
(3) ฟ้าผ่าต้นไม้ เสาไฟ หรือโครงสร้างบางอย่าง จากนั้นกระแสไฟฟ้าบางส่วนได้ “กระโดด” ออกจากวัตถุที่ถูกฟ้าผ่าผ่านอากาศเข้าสู่คนหรือสัตว์ที่อยู่ใกล้ เรียกว่า ไซด์แฟลช (Side flash) หรือ กระแสไฟฟ้าแลบด้านข้าง (Side splash)
(4) ฟ้าผ่าลงมายังพื้น จากนั้นกระแสไฟฟ้าไหลกระจายไปตามพื้น และไหลเข้าสู่ร่างกายของคนหรือสัตว์ เรียกว่า กระแสไหลตามพื้น (Ground current) หรือนักวิชาการชอบเรียกว่า แรงดันไฟฟ้าช่วงก้าว (Step voltage)
(5) ขณะที่ประจุลบจากฐานเมฆเคลื่อนที่ลงมา จะผลักประจุลบในวัตถุบนพื้นออกไป หรืออาจมองว่าเกิดกระแสไฟฟ้าไหลขึ้นจากพื้น เรียกว่า กระแสสตรีมเมอร์ไหลขึ้น (Upward streamer)
(6) ฟ้าผ่าทำให้เกิดสนามแม่เหล็กแผ่ออกไปโดยรอบ สนามแม่เหล็กนี้สามารถทำให้เกิดกระแสไฟฟ้าในโลหะได้ เรียกว่า กระแสไฟฟ้าเหนี่ยวนำ (Induced current)
(7) อากาศที่ร้อนขึ้นอย่างรวดเร็วจากสายฟ้า อาจทำให้เกิดคลื่นกระแทก (Blast wave)
คราวนี้จะขอเจาะลึกกลไกที่ (3) หรือไซด์แฟลช เนื่องจากตามสถิติแล้ว คนที่ได้รับอันตรายจากฟ้าผ่าเนื่องจากกลไกนี้มีมากราว 20-30% ของการบาดเจ็บหรือเสียชีวิตเนื่องจากฟ้าผ่า
หมายเหตุ : ตัวเลขเป็นค่าประมาณจากแบบจำลองโดยพิจารณาจากสนามไฟฟ้าที่เกิดขึ้นและเงื่อนไขที่ใช้ในงานวิจัย
ที่มา : บทความวิจัยเรื่อง Variation of Minimum Safety Separation for NonConducting Lightning Targets
สมมุติว่าสายฟ้าฟาดลงบนอะไรสักอย่างที่ไม่ใช่ตัวนำไฟฟ้า เช่น ต้นไม้ จากนั้นประจุไฟฟ้าก็จะไหลลงมาตามต้นไม้ และอาจไหลลงสู่พื้นไปทั้งหมด แต่ก็เป็นไปได้ว่าหากมีเส้นทางในอากาศที่มีความต้านทานต่ำกว่า กระแสไฟฟ้าก็จะ “กระโดด” ออกจากต้นไม้พุ่งเข้าสู่คน สัตว์ หรือสิ่งของที่อยู่โดยรอบได้
นี่คือที่มาของคำว่า side flash (หรือ side splash) เนื่องจาก side คือ ด้านข้าง ส่วน flash (หรือ splash) คือการที่ไฟแลบออกไปนั่นเอง
มีรายงานเหตุการณ์เสียชีวิตจากไซด์แฟลชในหลายประเทศ เช่น อินเดีย ออสเตรเลีย และแอฟริกา ดังนั้น คำถามสำคัญก็คือ เราต้องอยู่ห่างจากวัตถุที่ถูกฟ้าผ่าแค่ไหนจึงจะปลอดภัย?
บทความวิจัยเรื่อง Variation of Minimum Safety Separation for NonConducting Lightning Targets ได้ศึกษาระยะปลอดภัยขั้นต่ำที่มนุษย์ควรอยู่ห่างจากวัตถุที่อาจถูกฟ้าผ่า โดยเฉพาะวัตถุที่ไม่ใช่ตัวนำไฟฟ้า เช่น ไม้หรือคอนกรีต ซึ่งมีความเสี่ยงสูงต่อการเกิดไซด์แฟลช
สนใจบทความนี้ ดาวน์โหลดได้ที่นี่ครับ https://www.researchgate.net/publication/274379449_Risk_of_side_flashes_from_lightning_struck_objects_to_human_body_A_quantitative_analysis
งานวิจัยได้จำลองสถานการณ์โดยพิจารณาวัตถุสูง 12 เมตร เช่น เสาคอนกรีตและไม้ โดยพิจารณาความชื้นและขนาดของวัตถุ ซึ่งมีผลโดยตรงต่อความต้านทานไฟฟ้าและความแรงของสนามไฟฟ้า
ทั้งนี้ ได้ใช้แบบจำลองคนสูง 2 เมตร ในการประเมินความเสี่ยง โดยคิดว่าหากคนอยู่ใกล้วัตถุที่ถูกฟ้าผ่าในระยะที่สนามไฟฟ้าเกิน 3 ล้านโวลต์ต่อเมตร (MV/m) จะมีโอกาสสูงที่กระแสฟ้าผ่าจะกระโดดมาถึงตัวคนคนนั้น
ค่า 3 MV/m นี้เป็นความแรงของสนามไฟฟ้าที่ทำให้อากาศที่แม้จะเป็นฉนวนยอมให้กระแสไฟฟ้าเคลื่อนผ่านได้ ภาษาวิชาการเรียกว่า เกิดการเบรกดาวน์ (breakdown)
ตารางต่อไปนี้สรุปผลการคำนวณที่ได้จากงานวิจัยชิ้นนี้
ที่มา : บทความวิจัยเรื่อง Variation of Minimum Safety Separation for NonConducting Lightning Targets
“ระยะปลอดภัยขั้นต่ำ” หมายความว่า เราควรอยู่ห่างจากวัตถุนั้นอย่างน้อยเท่ากับระยะนี้จึงจะปลอดภัยจากไซด์แฟลช ถ้าอยู่ใกล้กว่าระยะนี้จะมีความเสี่ยงถูกไซด์แฟลชทำร้ายได้
จะเห็นว่าสำหรับวัสดุเดียวกัน หากความชื้นในวัสดุสูงขึ้น ระยะที่ไซด์แฟลชจะไปถึงจะลดลง หรือพูดง่ายๆ ว่าโอกาสเกิดไซด์แฟลชลดลง
จากงานวิจัยยังพบด้วยว่าวัสดุที่มีค่าอิมพีแดนซ์สูง เช่น ไม้แห้งหรือคอนกรีตแห้ง จะสร้างสนามไฟฟ้าที่แรงขึ้นเมื่อถูกฟ้าผ่า ทำให้ต้องมีระยะห่างมากขึ้นเพื่อความปลอดภัย อิมพีแดนซ์ (impedance) เป็นปริมาณเชิงซ้อนที่แสดงความต้านทานรวมของวัตถุต่อกระแสไฟฟ้าสลับ โดยรวมทั้งความต้านทานและผลของการเหนี่ยวนำหรือความจุไฟฟ้า
ข้อแนะนำในการลดความเสี่ยงจากไซด์แฟลชนอกบ้าน ได้แก่
– หลีกเลี่ยงการอยู่ใกล้วัตถุสูงที่ไม่เป็นตัวนำไฟฟ้า เช่น ต้นไม้ เสาคอนกรีต หรือเสาไม้ ในช่วงพายุฟ้าคะนอง
– ควรอยู่ห่างจากวัตถุที่มีความเสี่ยงสูงที่จะถูกฟ้าผ่าอย่างน้อย 30-50 เมตร โดยเฉพาะเมื่อวัสดุมีความชื้นต่ำ
คุณผู้อ่านที่ได้อ่านบทความนี้ หากมีประสบการณ์ตรงเกี่ยวกับฟ้าผ่า ก็อาจแวะไปเล่าให้ผมรับทราบได้ใน facebook ที่ www.facebook.com/buncha2509 ประสบการณ์ของท่านมีประโยชน์ สามารถใช้สร้างความรู้ และอาจมีส่วนช่วยลดความสูญเสียของเพื่อนๆ ในสังคมได้
ที่มา : https://www.canada.ca/en/environment-climate-change/services/lightning/safety/dangers.html
