Skužili smo da nas u posljednje vrijeme stalno pecka elektricitet, pa smo poznatog znanstvenika pitali što se događa

Saša Ceci, viši znanstveni suradnik Zavoda za eksperimentalnu fiziku Instituta Ruđer Bošković za Net je govorio o statičkom elektricitetu, odnosno odgovorio je na pitanje zašto nas ponekad pecne struja.

Posljednjih mjeseci, svako malo me negdje “pecne struja”, a više gotovo da ne postoji mjesto u stanu koje sam dotaknula, a da nije zaiskrilo.

Prvo sam mislila da je problem u meni, a nakon nekog vremena i intenzivnih trešnja, počela sam misliti da je problem u samoj struji u stanu.

Na brzom biranju, već sam imala električara, kad se jednog dana u redakciji povela rasprava o istoj temi. Ispostavilo se da nije problem niti u meni, niti u struji u stanu, već taj problem imamo svi. Statički elektricitet nije nikakva nova pojava, no ono što smo primijetili da taj elektricitet nikada nije bio intenzivan kao ove godine.

Zanimalo nas je zašto je to tako, pa smo pomoć potražili kod onih koji znaju više od nas. Točnije, na Institutu Ruđer Bošković, u Zavodu za eksperimentalnu fiziku, kod našeg poznatog znanstvenika Saše Cecija. Ovaj znanstvenik, kojeg često viđamo na TV-u, odgovorio nam je na pitanja zašto nas struja pecka, može li elektricitet biti opasan za ljude ili životinje, kako smanjiti elektricitet, ali i što napraviti da nam dosadni statički elektricitet ne zezne dobru frizuru, piše novinarka Net-a.

Zašto nas nekad pecne struja?

Stvar je u statičkom elektricitetu. Svi se sjećamo onih pokusa iz fizike u osnovnoj školi kad bismo nekom tkaninom protrljali plastično ravnalo i ono bi podizalo natrgane papiriće. Ili skretalo mlaz vode iz slavine. Trljanjem je plastika pokupila elektrone iz tkanine i postala negativno nabijena. Obično tu dodajemo riječ električki, valjda da netko ne bi pomislio da je negativno nabijeno ravnalo znači da je danas baš nešto loše volje pa su mu sve crte grbave. Kako taj naboj ne ide nigdje iz ravnala, nazivamo ga statičkim elektricitetom.

Višak naboja u ravnalu ipak utječe na prostor oko sebe. Taj utjecaj nazivamo električno polje. Što god upadne u to polje, a samo nosi električni naboj, osjetit će nešto. Čak i neutralni atomi osjetit će da tu nešto ima jer će naboj iz ravnala odguravati negativne elektrone toga atoma, a privlačiti pozitivne jezgre. To još ne objašnjava zašto onda privlači električki neutralne papiriće ili mlaz vode. I magnetsko polje Zemlje okreće iglu kompasa, ali ne vuče kompas prema sjeveru. Trik je u tome da se polje oko ravnala puno jače mijenja, točnije brzo pada kako se udaljavamo od njega. Zbog te neravnomjernosti, fizičari bi rekli nehomogenosti, pojavljuje se neka rezultanta sila između privlačenja onog bližeg i odbijanja onog daljeg. I zato se papirići podignu, a mlaz skrene.

Dobro, sjećam se i ja toga, ali kakve to veze ima s peckanjem struje?

E pa, taj statički elektricitet je uzrok i onog neugodnog peckanja kad frcne iskra između nas i kvake na vratima, ili bilo koje druge vodljive površine, pa čak i druge osobe. Naime, jednako kako se plastično ravnalo nabije negativno, slična stvar se događa i s đonovima naše obuće na tepihu. Različiti materijali će nakon trljanja ostati različito nabijeni pa će frcati iskre između nas i vunene ili sintetičke veste (u mraku se čak mogu mali plavičasti bljeskovi). To nam se događa kad ustanemo iz fotelje, ili trosjeda od nekog sintetičkog materijala, ili jednostavno hodajući obuveni po tepihu.

Iskra je plazma, zrak u kojem su elektroni izbijeni s atoma i oni zajedno s tim ionima lako vode struju. U tom električnom polju, poput kamenja koje se kotrlja niz padinu, nabijene čestice ubrzavaju i sudaraju se s okolnim molekulama zraka i ta energija koju molekule primaju zagrijava zrak. Zato je plazma kroz koju teče struja vruća.

No ovdje nije vrućina ta koja nas pecne, jer je toplina iskre premala da bismo je osjetili. Ono što osjetimo je aktivacija svih živaca u blizini iskre jer oni međusobno komuniciraju upravo električnom strujom. Kao da svim putnicima u nekom autobusu u istom trenutku mobiteli na kojima slušaju muziku ili razgovaraju naglo zakrče. Pomislili bismo svi da se nešto jako loše događa. Tako se i naš mozak na trenutak zbuni od tog signala i mi malo protrnemo.

Ne bi li nam gumena obuća zapravo trebala pomoći?

Dosta ljudi smatra da ne bismo trebali doživjeti taj mali strujni udar ako nosimo gumenu obuću, jer guma je odličan izolator. Zvuči logično, jer od struje koja bi protekla kroz nas doista štitimo gumenom obućom, ali ovdje gumena izolacija zapravo otežava višku naboja da ode u tlo. I zato on ostaje na nama dok se ne ispraznimo dotičući neku vodljivu površinu. Usput, to je razlog zašto se taj fenomen naziva električno pražnjenje. Doista se praznimo, od viška naboja.

Taj statički elektricitet izraženiji zimi nego ljeti. Zašto?

Više je razloga. Ljeti nam je odjeća obično tanka i pamučna, pa ćemo se teže nabiti statičkim elektricitetom nego po zimi, kad češće nosimo vunu ili sintetiku. Ali glavni razlog je veća vlažnost zraka ljeti. Tu je prisutno još jedno popularno mišljenje koje nije baš najtočnije. Svi znamo da nije dobro ako neki električni uređaj padne u kadu punu vode jer… električni uređaji ne podnose dobro vodu pa će nam se pokvariti.

Čekaj, što?

Sorry, zezam se, iako je i to istina. Problem nastaje ako smo mi tada u kadi, jer će struja iz tog uređaja poteći kroz vodu i kroz nas, što zaista može biti opasno po život. Vodimo li se sličnom logikom lako je zaključiti da je voda dobar vodič struje (iako baš i nije) i da će molekule vode u zraku doprinijeti tome da struja poteče i naboj prijeđe s jednog tijela na drugo bez iskre. To se doista i događa, ali mehanizam je malo drugačiji od toga da vlažni zrak vodi struju kao neka žica. Niti je voda dobar vodič, niti bi čak i da je, njezine molekule u zraku značajno doprinosile njegovom vođenju struje.

Trik je ovdje u površinama materijala na kojima se kondenzira ta vlaga iz zraka. Kad je zrak suh, kako često bude zimi, naročito u grijanim prostorijama, površine i metala i naše kože budu suhe. Znamo dobro da nam nekad trebaju i neke kreme jer nam koža od suhoće ispuca. OK, naboji koji se nakupe u nama htjeli bi pobjeći nekud, ali baš kao što nabijeno ravnalo privlači neutralne papiriće, tako i naše neutralno tijelo pokušava zadržati u sebi te naboje. Oni sami od sebe teško i sporo napuštaju tijelo. Ali ako je površina kože vlažna, molekule vode stalno bježe u okolni prostor. Voda hlapi. Zbog toga se i znojimo kad nam je vruće, da bismo se rashladili. E, te molekule vode koje bježe s našeg tijela mogu sa sobom ponijeti i naš višak naboja pa kad konačno dotaknemo kvaku od vrata više neće dovoljno naboja u nama da bi se naparavila iskra koju možemo čuti, vidjeti i osjetiti.

Elektricitet posebno izražen ove zime

Ako je problem suhi zrak, ne bismo li onda i ljeti trebali “iskriti” pod klima uređajima?

Odlično pitanje. Svi znamo da klima uređaji hlade i isušuju zrak. Svi ti uređaji kapaju i ta voda je upravo vlaga iz zraka koju su izvukli. No stvar je u tome da se ljeti više znojimo, a klima uređaji ako su dobro podešeni, neće hladiti previše pa će puštati naš prirodni mehanizam za rashlađivanje da radi. I tako će naboj lako odlaziti s nas iako će oko nas biti i hladnije i manje vlažno nego vani.

Primijetili smo da je ove zime elektricitet posebno izražen i da nas “struja pecka puno jače”. Ima li to veze s nečim specifično ove zime koja je iza nas ili?

Mislim da je to više psihička stvar. Kad smo bolesni, to je smak svijeta. Barem za nas muške. A kad ozdravimo, zaboravimo kako nam je bilo i sve je super. Čini mi se da je tako i ovdje jer se sjećam nekih ranijih zima da sam baš bio iznerviran time da je sve što sam dotakao stvaralo iskru. Znao sam dotaći mlaz vode i iskra bi frcnula između ruke i vode. Fakat iritantno. Voda vodi struju katastrofalno loše, u usporedbi s drugim tvarima, ali za ovo je vodila više nego dovoljno dobro. No, činjenica je da je ovaj ožujak bio natprosječno hladan i suh pa je moguće da smo svi očekivali da ćemo se riješiti zimske odjeće koja potiče iskrenje, a nismo. Uz malu vlažnost zraka i grijanje u našim domovima, eto nam i tih iskričavih problema. Možda je stvarno u tome stvar.

Može li takva vrsta elektriciteta biti opasna po ljude? Ili životinje?

Osim što nas nervira kad nam se stalno događa, od ovog iskrenja nema direktne opasnosti za ljude. Doduše, ako baratamo nečim opasnim, primjerice lako hlapljivim zapaljivim tvarima, iskra bi mogla izazvati njihovo zapaljenje. Ili preplašiti životinju koju smo pokušali dotaknuti. Uz to, iako nas iskra neće ozlijediti, lako može oštetiti finu elektroničku opremu. Da se to izbjegne često se elektroničke komponente stavljaju u one srebrnkaste vodljive vrećice.

Statički elektricitet izaziva dosta problema u mnogim industrijama, od kemijske i farmaceutske, pa i prehrambene (šećer tijekom i nakon mljevenja ostavlja sitnu prašinu u zraku – ta smjesa je eksplozivna), pa do elektroničke i informatičke industrije (komponente računalnih servera se mogu oštetiti, a onda i sadržaj njihovih diskova i memorija). Postoje mnogi načini na koji razne industrije pokušavaju smanjiti tu opasnost i nastalu štetu. Osim vlaženja zraka, tu su i posebna odjeća i obuća koje ne izazivaju statički elektricitet, i posebne mjesta na kojima se na kojima se lako oslobodimo viška naboja prije ulaska u opasno područje ili hodajući preko njih, ili ih dodirujući.

Takvo iskrenje može biti opasno i na benzinskim crpkama, zar ne?

Točno. Posebno je opasno tijekom točenja goriva. Ali i ima zanimljiv mit koji naizgled nema veze s temom statičkog elektriciteta – mobiteli i benzinske. Naime, postoji priča o tome da ako razgovaramo na mobitel u blizini benzinskih para, da će neka iskra iz mobitela izazvati požar. I da se to već događalo. Zvuči ozbiljno, iako nitko od nas nikad nije vidio naš ili bilo koji tuđi mobitel koji u svom normalnom radu izbacuje ikakve iskre. Testirali su to i pokazalo se, očekivano, da se to ne događa. Zato i kažem, mit.

No znači li to da ljudi koji tvrde da je razgovaranje na mobitel izazvalo požar lažu? Zapravo, ne. Iako je mobitel bio ključan za te požare, on sam nije bio uzrok. Stvar je bila u tome kako su ljudi izlazili iz automobila s mobitelom i bez. S mobitelom, oni bi otvorili vrata iznutra dodirujući samo plastičnu ručicu, i odmah hvatali crijevo s gorivom, jer im je druga ruka bila zauzeta telefonom. Ako su bili električki nabijeni zbog trljanja o tkaninu sjedišta ili nekog drugog razloga, pritom je mogla poletjeti iskra koja je u nekim situacijama zaista mogla izazvati požar. Kad su izlazili bez mobitela u ruci, uhvatili bi se tijekom izlaska tom drugom, slobodnom rukom za karoseriju vozila i pritom bi se ispraznili od viška električnog naboja.

Što ljudi mogu napraviti da se taj statički elektricitet smanji?

Ništa. To je prirodna pojava. Dobro, zezam se. Možemo tijekom zimskih mjeseci malo više pažnje posvetiti tome da nam zrak ne bude presuh. Možemo i malo pripaziti na obuću i odjeću. Različiti materijali izazivati će različiti efekt pa možemo po kući nositi te koji nas manje nabijaju. Pamuk i lan su, recimo, OK. Također i fotelje, trosjedi i one kutne garniture često budu presvučeni nekim umjetnim materijalima jer su lakši za održavanje. No, obično su oni baš idealni da nas napune viškom elektrona. Pa evo, možda ne bi bilo loše nabaviti neke presvlake od prirodnijih materijala. Osim toga možemo se malo potruditi i da i nam koža ostane vlažna pa nas neće tako jako smetati ništa od toga.

I još jedno praktično pitanje: Žene s dužom kosom posebice muči elektricitet, pa nam je kosa u zadnje vrijeme poprilično kaotična 🙂 Kako se riješiti tog problema?

Joj, i ovo prošlo pitanje mi je bilo grozno jer nemam pojma o tome, a tek ovo sad. Uf. OK, nosio sam dugu kosu kao klinac, a i sad mi je nešto duža pa znam za taj problem. Vlasi kose su tanke i lagane, naročito ako je kosa suha i čista, pa kad se višak naboja rasporedi po našem tijelu, onaj dio koji uđe u našu kosu napravit će da se vlasi počnu odbijati. Sjećaš se da se istoimeni naboji odbijaju?

Sjećam.

E pa ovaj višak u nama je istoimeni i odbija se. Kad se to dogodi, ide nam na živce, i slaba nam je utjeha da upravo na tom principu radi uređaj za mjerenje naboja po imenu elektrometar. Nešto veliko metalno se nabije, i to je spojeno na dvije tanke metalne trakice, kao od one alufolije, koje se zbog odbijanja razdvoje. Što se više razdvoje, to je više naboja prisutno.

OK, to je uzrok. Kako to spriječiti?

Ideja da se ne opere kosa, naravno, nije opcija?

Ne.

OK. Ček da prvo stavim disclaimer. Dakle, čak i za sve ovo ranije što sam ti rekao, što je nešto kao moja struka, postoji realna šansa da sam barem jednu-dvije stvari potpuno pogrešno shvatio čitajući radove i istraživanja o ovoj temi, nakon što si me pitala za ovaj razgovor. Moje komentiranje ovdje išta o kosi i frizurama, put je za totalnu katastrofu. Ali, ajde, recimo da je ovo kao da si Sheldona Coopera iz teorije velikog praska pitala.

Može. Samo ti pričaj.

Dakle, vlasi moraju ili biti teže, ili vlažnije, ili fiksiranije. Šamponi koji vlaže kosu i regeneratori pomaže da vlasi otežaju pa ne izgledamo kao hodajući elektrometar, a i vlažnost je tu, pa dio naboja može lakše pobjeći iz kose s molekulama vode. Onda, češljanje četkama s onim metalnim, kako se to zove – zupci, iglice, time uglavnom, pa će višak naboja iz kose em prijeći na taj metal, em se novi neće stvarati. A čujem da pomaže da se četka naspreja lakom za kosu ili onim suhim regeneratorom. Obje te stvari, suhi regenerator i lak u spreju, trebale bi pomoći i same za sebe. Otežavanje i vlaženje regeneratorom, i fiksiranje lakom.

Vidio sam i da postoji i neki ionski fen za kosu. On, vele, ne smanjuje statički elektricitet ali, navodno, brže uklanja vodu iz kose korištenjem negativnih iona (čega?!) koji neutraliziraju pozitivne molekule vodu (ajde?!) pa se kosa, kao, brže suši. Ne bih htio griješiti dušu tvrdeći da mi te ne zvuči previše smisleno. Ali, evo, moram griješiti dušu. Uz to, pozitivne molekule vode zvuči mi potpuno besmisleno. A ovi negativni ioni su očito kao neka nova kvantna tehnologija, em liječe sve bolesti, a evo pomažu i kod sušenju kose. Ma joj, ne znam. Možda ima nešto u tome, samo ja to ne razumijem iz toga kako su mi objasnili.

Dobro, što ti radiš?

Ja?! Ajoj, ja si prije snimanja namočim malo kosu. Drži tih pola sata i nešto sitno da mi ne leti baš posvuda. A čitao sam da si Holivuđani frizure fiksiraju vazelinom pa izgledaju mokro cijelu večer. To ipak ne bi. Sigurno ima još gomila svakakvih trikova, ali to moraš pitati neke frizere. Ja bih tu ipak stao.