چرا پرندگان را برق نمیگیرد؟

زمانی که به آسمان نگاه می کنید و دسته های پرندگان را می بینید که با آرامش کامل روی خطوط انتقال برق نشسته اند، ناخودآگاه این سوال در ذهن شکل می گیرد که چطور ممکن است موجوداتی به این ظرافت، روی سیم هایی که هزاران ولت برق را حمل می کنند، زنده بمانند؟ این تصویر پارادوکس عجیبی است: جریانی که می تواند یک انسان را در کسری از ثانیه از پای درآورد، برای یک گنجشک یا کبوتر تنها یک نشیمنگاه ساده است. برای درک عمیق این موضوع، باید از مفاهیم سطحی فراتر رفته و به قوانین فیزیک الکتریسیته، فیزیولوژی بدن پرندگان و مهندسی خطوط انتقال نیرو بپردازیم.

در این مقاله از پارس پایاپایپ (مرکز فروش سینی کابل گالوانیزه) نه تنها به سوال چرا پرنده ها را برق نمیگیرد پاسخ می دهیم، بلکه به بررسی شرایط خاص مانند بارندگی، تفاوت پرندگان کوچک و بزرگ، و تجهیزات مدرنی که برای محافظت پرندگان از برق گرفتگی طراحی شده اند، خواهیم پرداخت.

اصول پایه – فیزیک جریان و بدن پرنده

برای اینکه بفهمیم علت برق نگرفتن پرندگان روی سیم چیست، ابتدا باید مفهوم جریان الکتریکی و اختلاف پتانسیل را درک کنیم. الکتریسیته شباهت زیادی به جریان آب دارد. آب تنها زمانی از یک نقطه به نقطه دیگر حرکت می کند که اختلاف ارتفاع (یا فشار) وجود داشته باشد. در الکتریسیته، این اختلاف فشار همان ولتاژ یا اختلاف پتانسیل نام دارد.

قانون اختلاف پتانسیل و مدار بسته

وقتی یک پرنده روی یک رشته سیم می نشیند، هر دو پای او روی همان سیم قرار دارند. فرض کنید سیم حامل ۲۰,۰۰۰ ولت برق است. پای راست پرنده ولتاژ ۲۰,۰۰۰ را تجربه می کند و پای چپ او نیز دقیقاً همان ولتاژ ۲۰,۰۰۰ را دارد. در فیزیک، جریان الکتریکی تنها زمانی برقرار می شود که الکترون ها از نقطه ای با پتانسیل بالا به نقطه ای با پتانسیل پایین حرکت کنند.

از آنجا که هیچ اختلاف ولتاژی بین دو پای پرنده وجود ندارد (هر دو ۲۰,۰۰۰ ولت هستند)، هیچ انگیزه ای برای حرکت الکترون ها از طریق بدن پرنده وجود ندارد. بنابراین، عبور جریان برق از بدن پرنده رخ نمی دهد. جریان ترجیح می دهد مسیر راحت تر، یعنی همان سیم مسی یا آلومینیومی ضخیم را طی کند تا اینکه بخواهد از بدن پرنده که مقاومت بیشتری دارد عبور کرده و دوباره به همان پتانسیل بازگردد.

آیا عایق بودن پای پرندگان موثر است؟

یک تصور غلط رایج وجود دارد که عایق بودن پای پرندگان دلیل اصلی زنده ماندن آن هاست. جنس پای پرندگان از کراتین است که تا حدی عایق است، اما این مقاومت در برابر ولتاژهای فشار قوی ناچیز است. دلیل اصلی برق نگرفتن، عایق بودن پا نیست، بلکه عدم تکمیل مدار است.

تفاوت پرندگان – از گنجشک تا عقاب

سوالات زیادی مطرح می شود که مثلاً چرا کلاغ را برق نمیگیرد اما گاهی می شنویم عقاب ها دچار حادثه می شوند؟ یا چرا گنجشک ها روی سیم نمیمیرند؟ کلید این معما در اندازه جثه پرنده نهفته است.

پرندگان کوچک (گنجشک، قناری، کبوتر)

پرندگان کوچک جثه فاصله پاهای کمی دارند و بال هایشان کوتاه است. وقتی روی سیم می نشینند، هیچ شانسی وجود ندارد که بدنشان همزمان با سیم دیگر یا بدنه دکل (که به زمین متصل است) تماس پیدا کند. بنابراین در پاسخ به این سوال پرتکرار که چرا کبوترها را برق نمیگیرد؟ باید گفت که آن ها کوچک تر از آن هستند که پل ارتباطی بین دو فاز مختلف یا فاز و زمین شوند.

پرندگان بزرگ و شکاری (کلاغ، عقاب، کرکس)

داستان برای پرندگان بزرگ متفاوت است. خطوط توزیع برق معمولاً دارای سه سیم فاز هستند که با فاصله مشخصی از هم قرار دارند. اگر یک پرنده بزرگ مثل عقاب بخواهد بال هایش را باز کند تا پرواز کند، ممکن است نوک بال چپش به سیم اول و نوک بال راستش به سیم دوم برخورد کند. در این لحظه، اختلاف پتانسیل بین دو سیم (که فازهای متفاوتی دارند) باعث می شود بدن پرنده تبدیل به یک رسانا شود و دچار برق گرفتگی شدید شود.

همچنین در مورد این سوال که چرا کلاغ را برق نمیگیرد، باید گفت کلاغ ها باهوش هستند اما اگر روی ترانسفورماتورها یا کنسول های فلزی بنشینند و همزمان نوکشان به سیم برخورد کند، دچار حادثه می شوند (این موضوع مربوط به بحث خطرات سیم های انتقال نیرو برای پرندگان میباشد).

سناریوهای خطرناک و شرایط محیطی

همیشه شرایط برای پرندگان امن نیست. عواملی وجود دارند که معادله پتانسیل برابر را به هم می زنند.

آیا پرندگان خیس را برق میگیرد؟

آب، به خصوص آب باران که املاح زیادی دارد، رسانای خوبی برای الکتریسیته است. وقتی پرنده ای خیس می شود، مقاومت بدن پرنده در برابر برق به شدت کاهش می یابد. با این حال، اگر پرنده خیس روی تک رشته سیم نشسته باشد و با جای دیگری تماس نداشته باشد، همچنان قانون هم پتانسیلی صادق است و زنده می ماند.

خطر زمانی ایجاد می شود که خیسی پرها باعث شود جریان الکتریکی راحت تر از سطح بدن به هوا نشت کند (پدیده کرونا) یا اگر فاصله پرنده با دکل کم باشد، رطوبت می تواند باعث ایجاد قوس الکتریکی (Arc) از بدن پرنده به دکل شود. بنابراین، در روزهای بارانی ریسک برای پرندگان، به خصوص روی خطوط فشار قوی، اندکی بیشتر است (نه لزوماً کشنده).

چرا پرندگان دچار شوک الکتریکی نمیشوند؟

حتی اگر جریان مستقیم از بدن پرندگان عبور نکند، آنها روی خطوط فشار قوی (مانند ۴۰۰ کیلوولت) و در معرض میدان های شدید الکتریکی و مغناطیسی هستند. بنابراین سوال مهمی که پیش می آید این است که چرا پرندگان روی کابل فشار قوی زنده میمانند؟

تحقیقات نشان داده پرندگان گاهی حس ناخوشایندی از لرزش پرها یا صدای وزوز کابل ها پیدا می کنند و ممکن است از نشستن روی خطوط خیلی ولتاژ بالا اجتناب کنند. اما به دلیل عدم عبور جریان محسوس، دچار شوک مرگبار نمی شوند.

سیستم ایمنی دکل برق برای پرندگان و تجهیزات محافظتی

مهندسان برق و حافظان محیط زیست سال هاست روی سیستم ایمنی دکل برق برای پرندگان کار می کنند تا تلفات حیات وحش و همچنین قطعی های برق ناشی از برخورد پرندگان را کاهش دهند. در اینجا به معرفی برخی از این راهکار ها (ابزار ها) می پردازیم :

منحرف کننده های پرواز

یکی از مهم ترین دلایل مرگ پرندگان، نه برق گرفتگی هنگام نشستن، بلکه برخورد با سیم ها هنگام پرواز است. پرندگان اغلب سیم های نازک را نمی بینند.

مارکرهای توپی (Marker Balls) و فایرفلای (FireFly) قطعاتی هستند که روی سیم ها نصب می شوند و نور را بازتاب می دهند یا در شب می درخشند (شب رنگ) تا پرندگان بتوانند سیم های برق را ببینند.

کاورهای عایق و کنسولی

برای جلوگیری از اتصال بدن پرندگان بزرگ بین سیم و دکل، از روکش های سیلیکونی یا پلاستیکی خاص استفاده می شود. اگر کلاغ یا عقابی روی دکل بنشیند و دمش به سیم بخورد، این کاور پلاستیکی مانع از عبور جریان می شود و جان پرنده را نجات می دهد.

سکوهای لانه سازی

پرندگان علاقه زیادی به لانه سازی روی دکل ها دارند که بسیار خطرناک است. راهکار هوشمندانه، نصب سکوهای امن در بالای دکل است. این کار باعث می شود پرنده به جای نشستن روی سیم های خطرناک، روی سکوی ایمن لانه بسازد.

بازدارنده های صوتی و فیزیکی

اسپایک های ضد پرنده (Bird Spikes) در نقاط حساس دکل نصب می شوند تا پرنده نتواند آنجا بنشیند. این روش پرنده را مجبور می کند روی سیم صاف بنشیند (که امن است) و از نشستن روی تجهیزات پیچیده و خطرناک دکل پرهیز کند.

نتیجه گیری

پاسخ به این سوال که چرا پرندگان را برق نمیگیرد، ترکیبی از قوانین فیزیک و ویژگی های رفتاری پرندگان است. تا زمانی که پرنده تنها با یک فاز در تماس باشد و بدنش مسیری برای تخلیه بار الکتریکی به زمین یا فاز مخالف ایجاد نکند، اختلاف پتانسیلی شکل نگرفته و جریانی عبور نمی کند. بنابراین، نه عایق بودن پای پرندگان، بلکه شرایط مدار باز دلیل اصلی زنده ماندن آن هاست. با این حال، خطراتی همچون بال گشودن پرندگان بزرگ، خیس شدن در باران های شدید و برخورد فیزیکی با سیم ها وجود دارد. به همین دلیل، استفاده از تجهیزات مدرن مانند محافظت پرندگان از برق گرفتگی شامل کاورهای عایق و منحرف کننده های نوری، نقشی حیاتی در حفظ بقای پرندگان و پایداری شبکه برق ایفا می کند.

سوالات متداول