Các phương pháp phòng chống sét
Nước ta nằm trong tâm dông Châu Á có hoạt dông sét mạnh. Dông sét có ảnh hưởng đến đời sống kinh tế xã hội, gây thiệt hại về con người và tài sản. Thiệt hại này sẽ càng tăng lên khi đất nước ta thực hiện công cuộc công nghiệp hóa, hiện đại hóa. Vì vậy, các nhà khoa học Viện Vật lý Địa cầu (Viện KH&CN VN) đã nghiên cứu và áp dụng các phương pháp phòng chống sét thiết thực nhằm hạn chế và ngăn ngừa những thiệt hại trên.
Tác hại do sét
Sét có thể gây thương tích cho con người và phá hủy nhà cửa qua nhiều cách thức khác nhau. Thứ nhất, sét có thể đánh thẳng vào vị trí nạn nhân từ trên đám mây xuống. Cách thứ hai, khi nạn nhân đứng cạnh vật bị sét đánh, sét có thể phóng qua khoảng cách không khí giữa người và vật. Trong trường hợp này gọi là sét đánh tạt ngang. Ngoài ra, sét đánh khi nạn nhân tiếp xúc với vật bị sét đánh. Cách thứ tư là điện thế bước, khi người tiếp xúc với mặt đất ở một vài điểm trong khi sét lan truyền trên mặt đất. Cuối cùng, sét có thể lan truyền qua đường dây cáp tới các vật như điện thoại, tivi, ổ cắm.
Sét có thể đánh trực tiếp phá huỷ nhà cửa và công trình. Tác dụng nhiệt sẽ nguy hiểm trong trường hợp tại vị trí tiếp xúc có những vật dễ cháy, có thể xảy ra hoả hoạn. Sóng điện từ tia sét có thể gây tác hại từ xa lên các mạch điện gọi là sét đánh cảm ứng. Đây là nguyên nhân gây hỏng hóc các thiết bị điện như tivi, đài ở các khu dân cư, điện và điện tử ở các khu công nghiệp khi bị sét đánh gần. Tùy thuộc vào khoảng cách từ vị trí sét đánh đến thiết bị mà điện áp có thể đạt tới hàng chục kV gây cháy nổ, hỏng hóc thiết bị.
Các phương pháp phòng chống sét trên thế giới
Hiện nay, trên thế giới, có nhiều phương pháp và thiết bị phòng chống sét được áp dụng. Trước hết là phương pháp dùng lồng Farađây - lồng kim loại bao kín khu vực bảo vệ. Theo lý thuyết sóng điện từ, đây là phương pháp lý tưởng để phòng chống sét. Phương pháp chống sét này được sử dụng bảo vệ một số khu vực đặc biệt như nơi chứa thuốc nổ, hạt nhân. Tuy nhiên, phương pháp này khá tốn kém và không khả thi khi áp dụng cho tất cả các công trình.
Tiếp đến là phương pháp chống sét truyền thống do Benjamin Franklin (1752) đề xuất sử dụng để bảo vệ nhà cửa thuyền bè. Ông dùng kim thu sét bằng kim loại đặt trên đỉnh nóc nhà, nối với một dây kim loại dẫn xuống đất. Franklin nghĩ rằng phương pháp chống sét này có thể làm chệch hướng tia sét vào nhà, dẫn năng lượng xuống đất và phân tán năng lượng điện trên mây, như vậy sẽ ngăn chặn tia sét. Kiểm chứng trong 250 năm qua cho thấy phương pháp chống sét của Franklin và những hệ tương đương phương pháp này có thể giảm thiệt hại về nhà cửa, thuyền tàu nhưng lại không phân tán điện tích và không ngăn chặn tia sét.
Bên cạnh đó, còn có những phương pháp chống sét khác nổi lên trong hàng chục năm gần đây như hệ phát xạ sớm, hệ ngăn chặn sét (hệ tiêu tán năng lượng sét), phương pháp hút sét bằng tia laser để chống sét cho các công trình hiện đại như kho chất nổ đạn dược, hạt nhân, các trung tâm máy tính quan trọng (trung tâm điều khiển bay, trung tâm điều hành mạng,...). Cuối cùng, cần phải kể đến một dạng phương pháp được sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây là dự báo dông sét sớm. Nhờ vào các thiết bị hiện đại như ra đa, vệ tinh, các hệ thống định vị phóng điện,... người ta có thể dự báo được khả năng có dông sét xảy ra tại khu vực trong khoảng thời gian từ 30 phút đến vài giờ. Các phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong ngành hàng không, điện lực và bảo vệ an toàn cho con người...
Tiếp đến là phương pháp chống sét truyền thống do Benjamin Franklin (1752) đề xuất sử dụng để bảo vệ nhà cửa thuyền bè. Ông dùng kim thu sét bằng kim loại đặt trên đỉnh nóc nhà, nối với một dây kim loại dẫn xuống đất. Franklin nghĩ rằng phương pháp chống sét này có thể làm chệch hướng tia sét vào nhà, dẫn năng lượng xuống đất và phân tán năng lượng điện trên mây, như vậy sẽ ngăn chặn tia sét. Kiểm chứng trong 250 năm qua cho thấy phương pháp chống sét của Franklin và những hệ tương đương phương pháp này có thể giảm thiệt hại về nhà cửa, thuyền tàu nhưng lại không phân tán điện tích và không ngăn chặn tia sét.
Bên cạnh đó, còn có những phương pháp chống sét khác nổi lên trong hàng chục năm gần đây như hệ phát xạ sớm, hệ ngăn chặn sét (hệ tiêu tán năng lượng sét), phương pháp hút sét bằng tia laser để chống sét cho các công trình hiện đại như kho chất nổ đạn dược, hạt nhân, các trung tâm máy tính quan trọng (trung tâm điều khiển bay, trung tâm điều hành mạng,...). Cuối cùng, cần phải kể đến một dạng phương pháp được sử dụng rộng rãi trong những năm gần đây là dự báo dông sét sớm. Nhờ vào các thiết bị hiện đại như ra đa, vệ tinh, các hệ thống định vị phóng điện,... người ta có thể dự báo được khả năng có dông sét xảy ra tại khu vực trong khoảng thời gian từ 30 phút đến vài giờ. Các phương pháp này được ứng dụng rộng rãi trong ngành hàng không, điện lực và bảo vệ an toàn cho con người...
Công tác phòng chống sét cho nhà và công trình ở Việt Nam
Các khảo sát mới đây của Viện Vật lý Địa cầu cho thấy hầu hết việc hiểu biết về công tác phòng chống sét ở Việt Nam còn khá kém, đặc biệt là các khu vực nông thôn, vùng sâu, vùng xa. Cụ thể, theo khảo sát ở hai huyện thuộc tỉnh Bà Rịa-Vũng Tàu, 80% nhà dân có cột ăngten cao nhưng không hề lắp đặt kim thu sét. Do thiếu kiến thức phòng chống sét nên nhiều công trình xây dựng được thiết kế không đúng, có khi lắp đặt thiết bị chống sét đắt tiền nhưng lại không hiệu quả.
Hình 3. Trụ chống sét theo nguyên lý phát xạ sớm không hiệu quả
Các kết quả nghiên cứu của Viện Vật lý Địa cầu cho thấy dạng kim thu sét phát xạ sớm có vùng bảo vệ cũng chỉ như kim thu sét thông thường khi ở cùng độ cao. Hệ tiêu tán điện tích hiệu quả khi bảo vệ các công trình cao (150m trở lên) mà tại đó chủ yếu là sét đi lên. Bản thân hệ tiêu tán điện tích không có vùng bảo vệ như kim thu sét thông thường. Vì vậy, trong lĩnh vực phòng chống sét cần có những nghiên cứu để đưa ra các tiêu chuẩn, hướng dẫn cụ thể cho các ngành. Nếu công trình đơn giản thì người dân có thể tự thiết kế, nếu phức tạp thì phải tham khảo ý kiến chuyên gia. Ngoài ra, cần có các cơ quan chuyên ngành với chức năng thẩm định hệ thống chống sét để tránh tình trạng thiết bị kém chất lượng được bán tràn lan như hiện nay.
Các biện pháp chống sét bảo vệ con người
Vì sét là hiện tượng ngẫu nhiên cho nên không có vị trí an toàn tuyệt đối. Tuy nhiên, việc chủ động tìm nơi an toàn để phòng tránh sét có thể làm giảm đáng kể khả năng bị sét đánh. Người dân cần phải được hướng dẫn giáo dục phòng chống sét an toàn.
Giải pháp tuyên truyền phòng chống sét cần được thực hiện tốt hơn, đặc biệt đối với các nơi vùng sâu, vùng xa
Trước hết, khi nghe dự báo thời tiết có mưa hay dông bão, người dân cần lên kế hoạch để đề phòng sét. Tại khu vực làm việc, cần để ý trước các nơi có thể trú mưa và tránh sét an toàn. Người dân phải tính được thời gian từ chỗ làm việc đến nơi an toàn. Thông thường, cơn dông kéo đến rất nhanh trong vòng 15 phút và di chuyển với vận tốc 40km/giờ. Người dân khi đang ở nơi không an toàn thì cần phải để ý đến các dấu hiệu của dông như mây đen, không khí lạnh, gió.
Tiếp đến, người dân nên áp dụng quy tắc nhìn nghe. Khi hiện tượng sét xảy ra, thoạt đầu ta thấy tia chớp loé lên và sau đó là có tiếng sấm kèm theo. Nếu tính được khoảng thời gian từ lúc tia chớp loé lên đến lúc nghe thấy tiếng sấm, chia số giây đó cho 3 thì người dân có thể xác định được khoảng cách tới nơi sét xảy ra. Ví dụ, đếm được 3 giây thì sét cách vị trí đứng là 3 chia 3 bằng 1km. Nên nhớ rằng, nếu khoảng thời gian từ khi thấy chớp đến nghe tiếng sấm nhỏ hơn 30 giây, thì ta đã nằm trong tầm ngắm của tia sét rồi và phải cẩn thận. Nếu thời gian này nhỏ hơn 20 giây thì phải di chuyển đến nơi an toàn hơn. Người dân luôn phải lưu ý đến sự nguy hiểm khi nghe thấy tiếng sấm đầu tiên, vì sét có thể đánh cách xa nơi có mưa tới 15-20km.
Khi trời sắp xảy ra dông, biện pháp tránh sét tốt nhất là nên ở trong nhà. Chỗ an toàn để tránh sét là các toà nhà, hay công sở có lắp đặt hệ thống chống sét (đơn giản nhất là cột thu lôi Franklin). Khi ở trong nhà, người dân nên đứng xa cửa sổ, cửa ra vào, các đồ dùng điện, tránh các chỗ ẩm ướt như buồng tắm, bể nước, vòi nước, không nên dùng điện thoại trừ trường hợp rất cần thiết và nên rút phích cắm các thiết bị điện trước lúc có dông gần xảy ra. Các đường dây điện thoại hay dây điện nối từ bên ngoài có thể bị ảnh hưởng bởi sét đánh lan truyền. Vì vậy, người dân nên tránh xa các dây này, các vật dùng điện với khoảng cách ít nhất là 1 mét.
Trong trường hợp không kịp chạy tìm nơi ẩn náu an toàn, người dân tuyệt đối không dùng cây cối làm chỗ trú mưa, tránh các khu vực cao hơn xung quanh, tránh xa các vật dụng kim loại như xe đạp, xe máy, hàng rào sắt... Nếu xung quanh có nhiều cây cao thì nên tìm vị trí cây càng thấp càng tốt. Người dân cần ra ngay khỏi những nơi chứa nước như bãi biển, ao, hồ, mương và không đứng thành nhóm người gần nhau. Các vùng đỉnh núi hay sườn núi nhô cao cũng rất nguy hiểm. Nếu như cảm thấy tóc bị dựng lên (như cảm giác điện khi sờ tay trước mặt tivi) thì điều đó có nghĩa là có thể bị sét đánh bất cứ lúc nào. Người dân cần lập tức cúi ngồi xuống và lấy tay che tai, nhón chân, không nằm xuống đất hay đặt tay lên đất. Khi đang trên xe buýt, tàu hoả, ôtô,.. người dân không được thò người ra ngoài và không chạm đến phần vỏ bọc kim loại của phương tiện. Sau khi nghe thấy tiếng sét 30 phút thì người dân có thể trở lại làm việc bình thường.
Sét đánh có thể làm cháy, bỏng, gây hại tới hệ thần kinh, gãy xương, mất thính giác, thị giác, hay trí nhớ của con người. Người bị sét đánh cần được cứu trợ ngay tức khắc. Nếu người bị sét đánh ngất (tim ngừng đập, tắt thở) phải thực hiện khẩn cấp các động tác hô hấp, trợ tim nhân tạo và tìm những bộ phận trên cơ thể bị gãy. Đặc biệt, nếu nghi ngờ nạn nhân bị gãy cột sống, phải cẩn thận không di dời nạn nhân, mà tìm cách nhanh nhất gọi nhân viên y tế đến.
Công tác dự báo dông và phòng chống sét có ý nghĩa thiết thực đối với đời sống kinh tế xã hội của đất nước. Vì vậy, trong những năm tới, Viện Vật lý Địa cầu sẽ chú trọng tới hoạt động triển khai ứng dụng các kết quả nghiên cứu đã đạt được cho các ngành dự báo khí tượng, điện lực, hàng không, xây dựng, bưu chính viễn thông, xăng dầu,… Ngoài ra, các nghiên cứu cơ bản cũng sẽ được triển khai, cụ thể là sử dụng các hiện tượng điện trong khí quyển như một công cụ để quan sát thời tiết nguy hiểm, nghiên cứu khí hậu và biến đổi khí hậu. Các nhà khoa học trong Viện Vật lý Địa cầu đã và đang nỗ lực học hỏi nâng cao trình độ chuyên môn để tham gia tích cực vào các chương trình nghiên cứu dông sét và phòng chống sét quốc tế. Với các hướng nghiên cứu như trên, Viện Vật lý Địa cầu sẽ không chỉ tham gia các nghiên cứu cơ bản về dông sét bắt kịp với trình độ quốc tế, mà sẽ có những đóng góp thiết thực tìm ra các giải pháp nhằm giảm thiểu thiệt hại do sét gây nên ở Việt Nam.
Tiếp đến, người dân nên áp dụng quy tắc nhìn nghe. Khi hiện tượng sét xảy ra, thoạt đầu ta thấy tia chớp loé lên và sau đó là có tiếng sấm kèm theo. Nếu tính được khoảng thời gian từ lúc tia chớp loé lên đến lúc nghe thấy tiếng sấm, chia số giây đó cho 3 thì người dân có thể xác định được khoảng cách tới nơi sét xảy ra. Ví dụ, đếm được 3 giây thì sét cách vị trí đứng là 3 chia 3 bằng 1km. Nên nhớ rằng, nếu khoảng thời gian từ khi thấy chớp đến nghe tiếng sấm nhỏ hơn 30 giây, thì ta đã nằm trong tầm ngắm của tia sét rồi và phải cẩn thận. Nếu thời gian này nhỏ hơn 20 giây thì phải di chuyển đến nơi an toàn hơn. Người dân luôn phải lưu ý đến sự nguy hiểm khi nghe thấy tiếng sấm đầu tiên, vì sét có thể đánh cách xa nơi có mưa tới 15-20km.
Khi trời sắp xảy ra dông, biện pháp tránh sét tốt nhất là nên ở trong nhà. Chỗ an toàn để tránh sét là các toà nhà, hay công sở có lắp đặt hệ thống chống sét (đơn giản nhất là cột thu lôi Franklin). Khi ở trong nhà, người dân nên đứng xa cửa sổ, cửa ra vào, các đồ dùng điện, tránh các chỗ ẩm ướt như buồng tắm, bể nước, vòi nước, không nên dùng điện thoại trừ trường hợp rất cần thiết và nên rút phích cắm các thiết bị điện trước lúc có dông gần xảy ra. Các đường dây điện thoại hay dây điện nối từ bên ngoài có thể bị ảnh hưởng bởi sét đánh lan truyền. Vì vậy, người dân nên tránh xa các dây này, các vật dùng điện với khoảng cách ít nhất là 1 mét.
Trong trường hợp không kịp chạy tìm nơi ẩn náu an toàn, người dân tuyệt đối không dùng cây cối làm chỗ trú mưa, tránh các khu vực cao hơn xung quanh, tránh xa các vật dụng kim loại như xe đạp, xe máy, hàng rào sắt... Nếu xung quanh có nhiều cây cao thì nên tìm vị trí cây càng thấp càng tốt. Người dân cần ra ngay khỏi những nơi chứa nước như bãi biển, ao, hồ, mương và không đứng thành nhóm người gần nhau. Các vùng đỉnh núi hay sườn núi nhô cao cũng rất nguy hiểm. Nếu như cảm thấy tóc bị dựng lên (như cảm giác điện khi sờ tay trước mặt tivi) thì điều đó có nghĩa là có thể bị sét đánh bất cứ lúc nào. Người dân cần lập tức cúi ngồi xuống và lấy tay che tai, nhón chân, không nằm xuống đất hay đặt tay lên đất. Khi đang trên xe buýt, tàu hoả, ôtô,.. người dân không được thò người ra ngoài và không chạm đến phần vỏ bọc kim loại của phương tiện. Sau khi nghe thấy tiếng sét 30 phút thì người dân có thể trở lại làm việc bình thường.
Sét đánh có thể làm cháy, bỏng, gây hại tới hệ thần kinh, gãy xương, mất thính giác, thị giác, hay trí nhớ của con người. Người bị sét đánh cần được cứu trợ ngay tức khắc. Nếu người bị sét đánh ngất (tim ngừng đập, tắt thở) phải thực hiện khẩn cấp các động tác hô hấp, trợ tim nhân tạo và tìm những bộ phận trên cơ thể bị gãy. Đặc biệt, nếu nghi ngờ nạn nhân bị gãy cột sống, phải cẩn thận không di dời nạn nhân, mà tìm cách nhanh nhất gọi nhân viên y tế đến.
Công tác dự báo dông và phòng chống sét có ý nghĩa thiết thực đối với đời sống kinh tế xã hội của đất nước. Vì vậy, trong những năm tới, Viện Vật lý Địa cầu sẽ chú trọng tới hoạt động triển khai ứng dụng các kết quả nghiên cứu đã đạt được cho các ngành dự báo khí tượng, điện lực, hàng không, xây dựng, bưu chính viễn thông, xăng dầu,… Ngoài ra, các nghiên cứu cơ bản cũng sẽ được triển khai, cụ thể là sử dụng các hiện tượng điện trong khí quyển như một công cụ để quan sát thời tiết nguy hiểm, nghiên cứu khí hậu và biến đổi khí hậu. Các nhà khoa học trong Viện Vật lý Địa cầu đã và đang nỗ lực học hỏi nâng cao trình độ chuyên môn để tham gia tích cực vào các chương trình nghiên cứu dông sét và phòng chống sét quốc tế. Với các hướng nghiên cứu như trên, Viện Vật lý Địa cầu sẽ không chỉ tham gia các nghiên cứu cơ bản về dông sét bắt kịp với trình độ quốc tế, mà sẽ có những đóng góp thiết thực tìm ra các giải pháp nhằm giảm thiểu thiệt hại do sét gây nên ở Việt Nam.
Nguồn: Viện Vật lý Địa cầu
