Техносферные факторы
Большинство факторов техногенных угроз перечислены в 3.1 и 3.2.: это физические поля, химические вещества, высокорасположенные предметы и высокие конструкции; летящие объекты и падающие предметы.
Кроме того, значительные техногенные факторы – это водохранилища, которые могут значительно изменить нагрузку на литосферу, быть причиной подтопления и заболачивания, возникновения гидротехнических (динамических) водных потоков; наведенная сейсмичность (Мехико и Нефтегорск); урбанизация территорий с теми же последствиями.
Исследование влияния пожарных угроз находится в развитии. Например, изученность воздействия различного рода физических полей на технические системы и их элементы, связанные с обеспечением промышленной безопасности выявлена, по-видимому, не полностью.
Как уже упоминалось выше, на уровень пожарной защищенности влияют такие физические поля, как радиационные, электрические, тепловые (положительные и отрицательные температуры), причем не обязательно высокой интенсивности. Достаточно не очень высокой напряженности этих полей, чтобы они могли довольно существенно негативно повлиять, например, на качество изоляции и проводимость электрических кабелей, тепловой изоляции некоторых видов, работоспособность датчиков систем пожарной сигнализации и т.п.
Кроме уже перечисленных, существенное влияние на различные технические системы могут оказывать акустические поля, под воздействием которых происходят замыкания или нарушения электрических контактов, произвольная отдача резьбовых соединений, разрушение различных покрытий и изоляционных материалов и т.п.
Необходимо отметить сравнительно новую угрозу, связанную с магнитными и электромагнитными полями. Эти поля могут проявляться как локально – например, под воздействием сильного электрического разряда (в частности, молнии), так и глобально или регионально из-за возмущений магнитного поля Земли, связанных с космическими факторами (космические лучи, солнечный ветер). Сбои в работе электронных систем под воздействием магнитных полей вследствие естественных электрических разрядов регистрируются в течение многих десятилетий, а от космических факторов наблюдались уже с середины 1980-х годов. Частицы, достигающие Земли после особо мощных вспышек на Солнце, выводили из строя электронную аппаратуру и даже зарегистрирован случай перегорания обмоток силового трансформатора, в результате чего провинция Квебек (Канада) на несколько часов осталась без электроэнергии. Усложнение электронных систем приводит к увеличению связей между их элементами и подсистемами и, в целом, к росту их уровня ненадежности, причем, как показал опыт, никакие подсистемы и элементы безопасности не могут полностью защитить технику от сбоев, отказов и аварий [7], [17], [18].
Одним из примеров, подтверждающих этот тезис, является событие, происшедшее в Москве 1 июня 2007 г. По многократным сообщениям средств массовой информации (в частности, радиостанции «Маяк» и телепрограммы «Время» в тот же день, газет 2.06.2007 и в последующие дни), в результате сильной ночной грозы из строя вышли системы допуска в общественный наземный транспорт и метро. Более того, электронные системы обнуляли все виды электронных проездных билетов1. Сотни тысяч, если не миллионы людей опоздали на работу, сорвались различные мероприятия, встречи. Деловая и частная жизнь города и горожан были нарушены. Хаос удалось преодолеть лишь к середине дня.
Можно также вспомнить отказы в электрокоммуникационных и транспортных системах США, Европы, Канады, Латинской Америки, Японии, происходящие достаточно регулярно с начала 1980-х годов и по настоящее время, когда близкие молнии, не всегда разрушая сами электрические или транспортные системы, чаще выводили из строя управляющую ими электронику. Иногда причина сбоя электрокоммуникационных систем остаются не до конца выявленными, как, например, обесточивание значительной части Санкт-Петербурга в 2010 г.
В настоящее время действуют многочисленные техногенные источники электромагнитного поля, к которым следует отнести не только такие экстремальные явления, как ядерный взрыв, но и работу мощных радио-, теле- и радиолокационных станций. Мощность импульса последних достигает тысячи и более мегаватт при частоте до 300 МГц при длительности импульса от долей до микросекунд. Воздействие радио- и телестанций пространственно более ограничено, но имеют напряженность более 200 В×м-1, а плотность мощности свыше 100 Вт×м2.
Воздействие электромагнитных полей и космических лучей приводит к появлению дополнительного напряжения в проводниках в атмосфере, земле и воде. Это воздействие может привести как к прямому повышению температуры проводника и к пожару, так и к потере контроля над системами управления, которые наиболее подвержены воздействию изменения напряжения, а из них – электронные полупроводниковые и интегральные схемы.
Достаточно надежным считается экранирование кабелей и аппаратуры металлическими коробами, листами, профилями. Но защита беспроводных средств передачи сигналов может быть обойдена как природными явлениями, так и человеком.
Изменение давления, причем не обязательно от взрывов, но и от стравливания и выбросов сжатых газов из баллонов, хранилищ, трубопроводов, также может привести к последствиям, близким по воздействию вибраций (акустических полей) или нарушению работоспособности и отказам ряда электронных приборов (прежде всего вакуумных).
Столь же опасным может быть распространение активных химических веществ, которые вступают в реакции прежде всего с элементами электрических и электронных систем. Это пары и соединения серы, хлора, значительное повышение содержания кислорода в атмосфере, длительное повышение влажности в боксах и помещениях с электрическими и электронными приборами и т.п.