מה הקשר בין שינוי האקלים להארקה? ואיך לא להזהיב את האדמה?

מטאורולוגים קבעו כיצד האקלים ישתנה בעשורים הקרובים. על פי נתונים שפורסמו, החל מ-1989 החלה תקופת ההתחממות הארוכה ביותר במשך כל תקופות התצפיות האינסטרומנטליות במשך כמעט 130 השנה האחרונות.

מאז 1989, טמפרטורת האוויר השנתית הממוצעת עברה את הנורמה האקלימית ב 1.3 מעלות. כתוצאה מההתחממות, גבולות האזורים האגרו-אקלימיים השתנו האזור האגרו-אקלימי הצפוני התפרק, ובדרום נוצר אזור חדש וחם יותר.

כעת מחולקת שטחה לארבעה אזורים אגרו-אקלימיים: צפון, מרכז, דרום וחדש. מחקרים מראים כי המגמה לשינוי אקלים לקראת התחממות תימשך בעשורים הקרובים. מהסיבות הבאות  הם מתרחשים באופן אוניברסלי:

• ירידה כללית ברמת מי התהום ועלייה בשיעור ההתאדות משטח בריכות וביצות ואזורי ההיקף שלהם;

• שינויים בתנאי האדמה והקרקע לצמיחת יערות  עקב ירידה כוללת ברמות מי התהום;

• הידרדרות בתנאי אספקת המים כתוצאה מירידה כללית ברמת מי התהום באזורים גדולים.

השלכות אקלימיות בולטות במיוחד בשינוי טווח החלוקה של אשוחית, אשר לשורשיהם קרוב לפני השטח וצורכים מים מעומק רדוד עד 2 מטר.

במהלך 50 השנים האחרונות הגבול הדרומי המודרני של התפלגות אשוחית רציפה באזורים מסוימים כבר עבר 20-30 ק"מ לצפון

לא רק ההמלצות של משרד המשאבים הטבעיים וההגנה על הסביבה, אלא גם הניסיון המעשי מראה כי יש לשנות את נורמות התכנון והבנייה תוך התחשבות בגורמים גלובליים אלה – שינויי האקלים המתמשכים

 ואיך כל זה קשור ההארקה?

כפי שהתברר, שינויי אקלים כבר השפיעו ישירות על נושא המאמר שלנו – בנייה ותיקון של התקני הארקה.

על פי המידע שקיבלנו מבדיקות של עשרות אלפי מתקני הארקה,  נטיות לצאת מנורמת התנגדות הארקה כלפי מסה כללית של האדמה החלו להופיע לא מסיבות  של נזקי הקורוזיה המכנית או הקשורות לגילן. הסיבה העיקרית להתמוטטיות הללו התבררו כעלייה בהתנגדות של אדמה

המוליך העיקרי של הזרם באדמה הוא תמיסת האדמה שלו – מרכיבי האדמה מעורבבים במים.

תמיסת אדמה היא אלקטרוליט ובעלת מוליכות יונית, כלומר מטענים אינם מועברים על ידי אלקטרונים, כמו במוליכי מתכת,

אלא על ידי יונים שנוצרו כתוצאה מפירוק חשמלי של מולקולות של מלחים, חומצות ובסיסים כשהם מומסים במים.

בהשפעת השדה החשמלי בתמיסה מתרחשת תנועה מכוונת של יונים לאלקטרודות, שקובעת את מוליכות האדמה.

ככל שמועברים יותר יונים ליחידת זמן דרך יחידת שטח, כך הזרם גדול יותר, כלומר כך מוליכות האדמה גבוהה יותר.

במילים אחרות, ככל שחומרים ומים מסיסים יותר באדמה כך מוליכותם גבוה והתנגדות נמוכה יותר. תכונה חשובה של האדמה היא יכולתה לצבור מים. לשם השוואה ניתן לתת תיאור של שני סוגי הקרקעות הנפוצים ביותר: חול וחרס.

חול – מורכב מתערובת רופפת של סלעים כתושים, מכילה גם קוורץ, אלומינה, סיד ותחמוצת ברזל. חול אינו מסוגל לצבור לחות. יש לו התנגדות גבוהה גם כשהיא רטובה. ולכן זוהי קרקע לקויה עבור הארקה.

חמרה הוא סלע משקע היוצר מסה פלסטית עם מים, הוא צובר לחות היטב, ועשיר בבסיסים, חומצות ומלחים.

יש לו את ההתנגדות הנמוכה ביותר בקרב קרקעות הנמצאות בארץ.  ולכן זוהי קרקע טובה להארקה

יחד עם זאת, אסור לשכוח שבמצב היבש, לכל אדמה יש התנגדות גבוהה ואינה מוליכה זרם ללא קשר להרכבה

                       ההתנגדות של הקרקעות הנפוצות ביותר

שם האדמה	התנגדות סגולית  Ом*м
חמרה רטובה	20
חמרה חצי קשה	60
חצץ חמרה לא אחיד	300
חצץ הומוגני	800
גרניט	1100-22000
חצץ גרניט	14500
אבן גיר	100-10000
קוורץ'	15000
חול רטוב בכבדות במי תהום	10-60
חול לח בינוני	60-130
חול רטוב	130-400
חול רטוב מעט	400-1500
חול יבש	1500-4200
חול עלוב	150
אבן חול	1000
, אדמת- חומר נחל בכבדות במי תהום	10-60
אדמת – חול  חצי מוצק, דמוי יער	100

שינויים אקלימיים הקשורים לעלייה בטמפרטורת האוויר והתייבשות הקרקע מורגשים באופן משמעותי בדרום אירופה בספרד ובצרפת.

התעשייה של מדינות אלה, הקשורה לייצור ציוד להקמת מתקני הארקה, הגיבה באופן הבא: בקטלוגים של היצרנים יש עמדות ספציפיות ועדיין מאוד אקזוטיות עבור מומחים בארץ: צינורות לחות מערכות הארקה; תערובות למיטוב התנגדות הארקה בגרסאות שונות, כמו כן מוליכי הארקה עם שטח מגע חשמלי מוגבר משמעותית

 

 

עם זאת, נחזור לבעיות הארקה של ארצנו. במהלך בניית הארקות למטרות שונות, כידוע, ההתנגדות שלהם תלויה בעיקר בשני גורמים עיקריים:

–        ההתנגדות של האדמה באזור בו נמצאת הארקה

–        המגע החשמלי עם הקרקע  הם קובעים את מוליכי ההארקה המרכיבים את המתקן הארקה.

במהלך בניית התנגדות גבוהה של אדמה נדרש  שטח גדול יותר של מגע חשמלי  עם מוליכי הארקה כתוצאה מכך המתקן יכול לתפוס טריטוריה משמעותית

"זחילה" כזו של הארקה מתרחשת עקב עלייה בהיקף עבודות האדמה ובהתאם, עלייה בעלות. יחד עם זאת, ההתנגדות הסגולית הנמוכה של האדמה מאפשרת לבצע את המתקן מאלקטרודות הארקה עם שטח קטן של מגע חשמלי, ומניח את המתקן באזור קטן וקומפקטי.

בעת תיקון מתקן קיים שנכשל מהנורמה עקב התנגדות מוגברת, האמצעי העיקרי שצריך לבצע במהלך תיקונו נראה כגידול באזור המגע החשמלי של אלקטרודות ההארקה שלו, מה שמוביל בסופו של דבר להרחבת השטח, שהיה לפני תיקונו.

יחד עם זאת, שינויי האקלים המתוארים בארצנו, לדעתנו, מחייבים הבנה מעמיקה של המצב הקיים במדינה והצעות, פתרונות חדשים שאינם סטנדרטיים ומתחשבים לבנייה ותיקון של מתקני הארקה.

כבר מוצעים מספר פתרונות כאלה:

–         ייצור תערובת הוסדר לנרמל את ההארקה, הפועל למעשה להפחתת מקדם העונתיות של הארקה, כמו כן להפחתת התנגדות הקרקע במוטות הארקה אנכיים ואופקיים סביב חלל האלקטרודה. הרכב התערובת פותח על בסיס תוצאות המחקר המדעי ועונה על הדרישות לייעול בניית הארקה בקרקעות עם התנגדות גבוהה

–        בנוסף, פותחה אלקטרודות הארקה מסוג חדש – פלטת הארקה עם שטח גדול במיוחד של מגע חשמלי ועם שטח קטן במיוחד הנדרש להתקנתו בתעלה

 

 

 

נצטרך לעשות בחירה, מה לבחור כאלקטרודה הארקה העתידית: פלטת קרקע בגודל 750*500*4   מ"מ או אלקטרודה בעומק 15 מטר בקוטר 16 מ"מ שווה לה במגע חשמלי? כדי לתת תשובה לשאלה זו, עלינו לנתח מספר גורמים, וקודם כל, את ההתנגדות שאנו מקבלים על אלקטרודה אחת עמוקה ובצלחת קרקע אחת.

עם אותן תוצאות בהתנגדות, הייתי בוחר בחירה לטובת הפלטה בגלל ההתקנה הפחות דורשת עבודה, מכיוון שהמרחק בין הלוחות יכול להיות בתעלה בין שניים לחמישה מטרים,  את האלקטרודות האנכיות נדרש להתקין במרחק שווה לאורכם. מצבים בעת מערכת אלקטרודות קרקעית אנכית אינם מפחיתים ביעילות את ההתנגדות ככל שהיא מעמיקה או כאשר לא ניתן להניע אלקטרודה אנכית עמוקה יותר מ 10 מטרים, ניתן לפרש בבחירה לטובת בשימוש בלוחות הארקה במקום מוטות הארקה אנכיים.

יש לזכור גם כי השימוש באלקטרודה קרקעית אנכית ובצלחת הארקה יחד עם התערובת יכול להפחית עוד יותר את ההתנגדות המתקבלת, למשל באדמה חולית לפחות פי 2.

 

 

ניתוח של הספרות הטכנית התקופתית שפורסמה בארצנו המוקדשת לבעיות האנרגיה, כמו כן אתרי האינטרנט של מספר ארגונים העוסקים בתכנון בתחום זה,

לא מאפשרת לנו לדון  ולבדוק על ידי מומחים בנושאים הקשורים להשפעת שינויי האקלים על הקמה ותיקון מתקני הארקה, וכמו כן על חיפוש פתרונות חדשים לחיסכון במשאבים עבור מערכות הארקה

יחד עם זאת, לא צריך ללכת רחוק מדוגמאות המזעזעות במספרם מבחינת עוצמת העבודה ועלותם: ישנם פרויקטים פעילים, אך טרם מיושמים, של הארקה, היכן ניתן להשיג התנגדות מ 2 או פחות אוהם. אז תעלות ארוכות נעות בין 1.6 ל- 7 ק"מ

לאחר היכרות עם פרויקט זה נראה כי המתכננים לא הבינו שדברים תלויים זה בזה: ככל ששטח המגע החשמלי של אלקטרודות ההארקה ששימש לבניית המתקן קטן יותר, כך עבודות החפירה להנחתן בתעלות היו גדולות יותר, ובהתאם, שטח המגע החשמלי של אלקטרודות ההארקה גדול יותר, כך עבודות החפירה יהיו מופחתות  בהתאם

דוגמא ליישום הארקה באמצעות לוחות הארקה בבית פרטי

 

 

 

ההצעה השנייה מתייחסת לאופטימיזציה של מתקני הארקה.

ככל שידוע לי , הבעיה הגדולה ביותר בתיקון הארקה היא הצורך להרחיב את גודל השטח איפה שהותקנה הארקה בהיעדר פרויקט והיתר חפירה

( מידע על תשתיות תת-קרקעיים אחרים). דוגמה, הניסוי של שימוש התערובת מראה כי תערובת למטרות אלה מסייע לפתור בעיה זו מבלי להרחיב את המגרש, ולהפחית את התנגדות הארקה תוך שימוש בהשפעת התערובת על הפחתת התנגדות הקרקע. עם זאת, אנו מאמינים שפתרון משולב אפשרי גם הוא המאפשר לתקן את הארקה ולהישאר בגבולותיו הקודמים, באמצעות צלחת הארקה יחד עם התערובת

תכנית הארקה

קוראים יקרים, אינני מציע לכם רק מוצר. אני ממליץ  על הזדמנות הארקה קלה יותר, זולה ואמינה יותר. תחום הארקות הוא מוזנח ולא מפותח. מאמרים נדירים בנושא זה הם העתק של מאמרים מהאינטרנט עולמי, קשורים יותר לשיטות הגנה (TT או TN) ומתארים דגשים נפוצים שלא קשורים לקרקע בישראל וגם למזג האוויר

לסכם:

תערובת לשיפור הארקה ואלקטרודות משטחיות בצורה צלחת היא דרך חדשני והתייעלות לתיקון ושיפור התנגדות הארקות

מכיר שיטות נוספות, חשבתי פעם לכתוב סידרת מאמרים. אבל  אני עדיין לא יודע עד כמה ההתעניינות בנושא הזה

MASTAQ