Merdeka.com - Penangkal petir adalah alat yang umum kita temui khususnya di gedung-gedung pencakar langit. Namun bagaimana sebenarnya cara kerja alat tersebut? Melalui sebuah foto, ilmuwan ungkap cara kerja penangkal petir.
Penangkal petir ditemukan pertama kali pada pertengahan abad 18 oleh Benjamin Franklin. Alat tersebut adalah logam atau tembaga yang digunakan untuk menyebarkan pelepasan listrik dengan aman di tanah sebagai upaya pencegahan petir menyambar bangunan yang mudah dijangkau.
Pada dasarnya, petir adalah percikan listrik dari atmosfer. Petir mencari jalur dengan resistensi paling sedikit ke arah tanah, bukan rute yang paling langsung, oleh karena itu bentuk khasnya berupa zig-zag. Seperti dicatat oleh NOAA, ketika ada muatan berlawanan yang signifikan di atmosfer, udara kehilangan sifat isolasi dan udara memercikkan petir.
Sebuah foto yang diambil saat badai listrik di São José dos Campos, Brasil, berhasil membantu para ilmuwan untuk memahami bagaimana penangkal petir saling ‘bersaing’ untuk menarik serangan dan menjaga bangunan mereka tetap aman dari kerusakan.
Dengan kamera berkecepatan tinggi dan faktor keberuntungan berada di tempat yang tepat pada waktu yang tepat, fisikawan Marcelo Saba, peneliti di National Space Research Institute (INPE) Brasil dan Diego Rhamon memperoleh gambar unik sambaran petir yang menunjukkan detail sambungan ke bangunan terdekat.
Melalui gambar tersebut terlihat tiga buah penangkal petir pada tiga bangunan yang berbeda mencoba terhubung ke ujung petir. Saat petir menyerang, penangkal petir menghasilkan muatan ke atas untuk terhubung dengan petir.
"Gambar ini diambil pada malam musim panas di São José dos Campos di negara bagian São Paulo saat sambaran petir bermuatan negatif mendekati tanah dengan kecepatan 370 km per detik. Ketika jaraknya beberapa puluh meter dari permukaan tanah, penangkal petir dan benda-benda tinggi di puncak bangunan terdekat menghasilkan pelepasan positif ke atas, bersaing untuk terhubung ke sambaran ke bawah. Gambar terakhir sebelum penyambungan diperoleh 25 seperseribu detik sebelum petir menyambar salah satu bangunan," kata Saba seperti dilansir dari Gizmodo dan Phys.org, Rabu (22/3).
Saat memotret sambaran petir, Saba menggunakan kamera yang mengambil 40.000 frame per detik. Saat video diputar dalam gerakan lambat, ini menunjukkan bagaimana pelepasan petir bekerja dan seberapa berbahayanya jika sistem proteksi tidak dipasang dengan benar.
"Kecacatan dalam pemasangan membuat area tersebut tidak terlindungi. Dampak pelepasan 30.000 ampere menyebabkan kerusakan yang sangat besar," katanya.
Menurut Saba, rata-rata, 20 persen dari semua sambaran petir melibatkan pertukaran muatan listrik antara awan dan tanah, sementara 80 persen lainnya terjadi di dalam awan. Hampir semua sambaran yang menyentuh tanah adalah pelepasan awan ke tanah.
Sambaran ke atas juga terjadi, tetapi jarang terjadi dan dimulai dari puncak bangunan tinggi seperti gunung, gedung pencakar langit, menara, dan antena. Sambaran petir juga dapat diklasifikasikan sebagai negatif atau positif, tergantung pada muatan yang ditransfer ke tanah.
"Sambaran petir dapat berlangsung sepanjang 100 km dan membawa arus sekuat 30.000 ampere, setara dengan arus yang digunakan secara bersamaan oleh 30.000 bola lampu 100 watt. Dalam beberapa kasus, arus dapat mencapai 300.000 ampere. Suhu sambaran petir yang khas adalah 30.000°C, lima kali suhu permukaan matahari," kata Saba.
Saba mulai mempelajari petir dengan kamera berkecepatan tinggi secara sistematis pada tahun 2003. Sejak saat itu pula, ia rajin membuat kumpulan video tentang petir yang difilmkan dengan kecepatan tinggi.
[faz]