La electricidad estática y la descarga electrostática pueden ser un gran disruptor de los procesos dentro de las instalaciones de fabricación. Puede causar problemas para mantener la calidad del producto. Mantener la velocidad del proceso a niveles óptimos y la moral del personal que experimenta choques estáticos.
El documento técnico sobre conceptos básicos de electricidad estática de EXAIR lo ayudará a aprender qué causa la electricidad estática y cómo se desarrolla. Descubra qué pasos se pueden tomar para eliminar la estática y qué productos son útiles para controlar la estática dentro de sus instalaciones.
Teoría de electrones
Para comenzar nuestra comprensión de la electricidad estática, necesitamos hablar en términos de la estructura molecular de su material, que está formado por átomos. Un átomo es una pieza fundamental de la materia. Todo en el universo está hecho de átomos.
Un átomo está compuesto de tres pequeñas partículas llamadas partículas subatómicas: protones, neutrones y electrones. Los protones llevan una carga positiva y residen en el núcleo central del átomo, el núcleo. Alrededor de este núcleo central hay un grupo de electrones cargados negativamente que están unidos a los protones a través de la fuerza electromagnética. Esta fuerza de unión mantiene los electrones dentro de una nube electrostática, con diversos grados de fuerza de atracción.
Cuanto más cerca esté un electrón del núcleo de un átomo, mayor será la fuerza de atracción. Por lo tanto, cuanto más cerca esté un electrón del núcleo de un átomo, mayor será la energía requerida para hacer que un electrón se escape.
Al determinar si una línea de producción o un punto de uso, la operación de aire comprimido se beneficiaría de un tanque receptor / almacenamiento intermedio, querríamos evaluar si la demanda de aire comprimido es intermitente. Piense en un tanque receptor como un condensador en un circuito eléctrico o un tanque de compensación en un sistema de tuberías de agua. Ambos almacenan energía o agua respectivamente para entregar durante un corto período de alta demanda, luego se cargan lentamente desde el sistema principal y se preparan para la próxima alta demanda. Si mira desde el punto de suministro, verá una curva de demanda muy aplanada, si mira desde el lado de la aplicación, todavía muestra una ola de uso pico sin uso.
¿Qué causa la electricidad estática?
La electricidad estática se produce con mayor frecuencia en la superficie de materiales conductores, pero también pueden ocurrir en superficies conductoras sin conexión a tierra. Se crea una carga eléctrica estática (sin movimiento) cada vez que dos superficies entran en contacto y se separan, o cuando se produce fricción entre ellas. Cuando dos materiales están en contacto, los electrones pueden moverse de un material a otro. (Imagen A) Los átomos con electrones débilmente unidos tienden a perderlos, mientras que los átomos con capas externas poco llenas tienden a ganarlos. Esto se conoce como el efecto triboeléctrico. Cuando los materiales entran en contacto y luego se separan o tienen fricción entre ellos, retienen este desequilibrio de carga. (Imagen B)
Este desequilibrio de carga es de donde proviene la electricidad estática. Tanto las cargas positivas como negativas permanecerán estáticas hasta que se pongan en contacto o estén cerca de una superficie conductora o conectada a tierra. Las chispas de electricidad estática que se generan entre superficies o personas son un ejemplo de dicho flujo.
¿Qué determina la cantidad de desequilibrio de electricidad estática?
Ahora entendemos los antecedentes detrás de la generación de electricidad estática. Entonces, ¿qué determina la cantidad de electricidad estática generada en una situación dada? Hay una variedad de factores influyentes. Estos incluyen la composición del material, el área de superficie, las condiciones ambientales y el estado de las superficies de contacto. El siguiente cuadro de la Serie Triboeléctrica muestra las tendencias de acumulación estática de varios materiales. A medida que la distancia entre los materiales aumenta, la cantidad de carga aumenta. Como ejemplo, la carga entre el vidrio y el algodón será menor que la carga entre el vidrio y el poliéster.
Cómo controlar la acumulación de carga estática
1 Determine la fuente de acumulación estática
El primer paso en el control estático es determinar en qué parte del proceso se generan cargas estáticas. Muchas veces se ubicará una carga estática justo donde se produce contacto, desprendimiento o fricción dentro de su proceso.
Una herramienta de diagnóstico simple para determinar si hay estática es un medidor estático. Este es un instrumento de mano que le proporcionará la polaridad y la fuerza de las cargas estáticas presentes. Conocer estos valores puede ayudar a determinar cómo priorizar su plan para eliminar la estática al neutralizar las áreas con las cargas más altas antes que las áreas de carga baja.
También se puede usar para medir la efectividad de cualquier producto o tratamiento de control estático que se haya implementado simplemente comparando los valores estáticos antes y después de la instalación de una solución de control estático.
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2 Eliminar o minimizar la fuente que causa una carga estática
Una vez identificada la fuente de estática, considere eliminar, minimizar o tratar la fuente que genera la carga.
• Reemplace los puntos de contacto no conductores con materiales conductores conectados a tierra. Las redes enhebradas alrededor de una serie de rodillos de goma generarán los tres tipos de generación estática; contacto, fricción y separación. Reemplazarlos con rodillos conductores conectados a tierra eliminará la acumulación estática.
• Evite que las partes se froten contra sí mismas u otras superficies no conductoras. Reemplace los rieles de guía de plástico con rieles conductores. Levante y coloque sábanas de plástico en lugar de deslizarlas de una pila y deslizarlas sobre una mesa.
• Aumentar la humedad relativa. Cuando aumenta la humedad relativa, las superficies y los materiales en un ambiente dado pueden absorber la humedad en el aire o formarán una capa superficial de humedad muy delgada que disipa las cargas estáticas acumuladas. Cuando la humedad relativa es baja, la estática aumenta. Es por eso que la estática aumenta en los meses secos de invierno y disminuye en los meses húmedos de verano.
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3 Tratamiento de la acumulación estática
No siempre es posible eliminar las fuentes de acumulación estática. En esos casos, se requiere tratamiento de ionización. La ionización es el proceso de convertir un átomo o molécula en un ion mediante la adición o eliminación de electrones. Esto se realiza aplicando alto voltaje en puntos de emisor afilados.
Los ionizadores sin choque de EXAIR usan un transformador de 5000 VCA para suministrar energía a un punto emisor. En la fase positiva del ciclo, los electrones se eliminan de las moléculas de aire cercanas. En la fase negativa, los electrones se agregan a las moléculas de aire en el área. Las moléculas de aire están entonces en un estado de carga desequilibrado y se convierten en lo que se llama un ion. Cuando estos iones entran en contacto con una molécula desequilibrada en una superficie cargada, se produce un intercambio de electrones. La molécula de aire ya no es un ion y la molécula de superficie ahora está neutralizada (equilibrada).
Productos para eliminar la carga estática
Para mejorar la efectividad, EXAIR combina sus productos de soplado diseñados con tecnología de iones. El uso del flujo de aire laminar distribuye los iones más rápido, a mayores distancias y en áreas algo inaccesibles. EXAIR tiene una amplia gama de productos de eliminación de estática para servir en casi cualquier aplicación.
En caso de necesitar asesoramiento sobre los datos obtenidos, u otros relacionados, no dude en contactarse con nosotros.
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