Electricidad estática
El profesor asociado Neils Jonassen fue el autor de una columna bimensual sobre electricidad estática que apareció en la revista Compliance Engineering Magazine. La serie exploraba la carga, la ionización, las explosiones y otros temas relacionados con la ESD. La Asociación ESD, en colaboración con IN Compliance Magazine, vuelve a publicar esta serie de artículos que ofrecen una visión atemporal del campo de la electrostática.
El profesor Jonassen fue miembro de la Asociación ESD de 1983 a 2006. Recibió el Premio a la Contribución Sobresaliente de la Asociación ESD en 1989 y fue autor de artículos técnicos, libros e informes técnicos. Se le recuerda por sus contribuciones a la comprensión del control electrostático, y en su memoria retomamos “Mr. Static”.
Casi todos los fenómenos estático-eléctricos están causados por la interacción entre cargas situadas en las superficies de cuerpos que pueden ser tanto conductores como aislantes. Una pregunta básica, por tanto, es ¿cómo obtienen los cuerpos las cargas? Presentaremos una visión cualitativa de los procesos físicos que intervienen en la acumulación estática.
Como se genera la energia estatica del momento
La electricidad estática se experimenta durante las estaciones en las que el aire es seco. El crujido que se produce al quitarse un jersey se debe a la electricidad estática generada por la fricción entre los materiales de la ropa. Del mismo modo, la ligera sensación de dolor que se experimenta al tocar el pomo de una puerta después de caminar sobre moqueta se debe a que la electricidad estática, acumulada en el cuerpo por el roce con la moqueta, se descarga a través del pequeño espacio existente entre el pomo y la mano.
Sin embargo, la electricidad estática puede ser un gran problema para las piezas electrónicas. A unos pocos kilovoltios, nuestro cuerpo sólo experimenta una ligera sensación de dolor (suponiendo un nivel de corriente muy leve), pero algunas piezas electrónicas pueden estropearse con sólo 0,1 kV.
Además, algunos instrumentos de laboratorio, como los sistemas HPLC (cromatografía líquida de alto rendimiento), que utilizan disolventes orgánicos inflamables, exigen ser especialmente cuidadosos por el riesgo de incendio.
Además, debido a que es difícil comprender el mecanismo por el que se producen los accidentes de electricidad estática, y a que algunos aspectos que conducen a accidentes de electricidad estática sólo se producen cuando coinciden varios factores, a menudo se ignora la precaución. No obstante, se requiere especial precaución cuando se utilizan grandes cantidades de disolvente, ya que si se produce un accidente, puede causar muchos daños.
Ejemplos de energía estática
El contacto y la separación son probablemente la causa más común de estática en la industria en la que se procesan películas y láminas. Ocurre cuando el material se desenrolla o pasa por encima de un rodillo. Este proceso no se comprende del todo, pero la explicación más clara de cómo se genera la estática en este caso es una analogía con un condensador de placas en el que la energía mecánica para separar las placas de un condensador se convierte en energía eléctrica:
Cuando el material toca el rodillo, una pequeña carga fluye del material al rodillo provocando un desequilibrio. A medida que el material abandona el rodillo, la tensión se amplía como las placas de separación de un condensador.
El tamaño de la tensión resultante está limitado en la práctica por la resistencia a la ruptura de los materiales circundantes, la conducción superficial, etc. A menudo se oyen pequeños crujidos, o descargas estáticas, cuando el material sale del rodillo. Esto ocurre cuando la estática ha alcanzado la resistencia a la ruptura del aire circundante.
R es la capacidad de relajación de la carga del material/sistema, normalmente un pequeño flujo de corriente. Si el material es conductor, la carga escapará a tierra y no se convertirá en un problema. Si el material no es conductor, la carga no puede escapar y puede convertirse en un problema.
Como se genera la energia estatica 2022
La electricidad estática se genera cuando un combustible de baja conductividad, como la gasolina, circula por una tubería no conductora. Las cargas negativas se acumulan en la pared de la tubería y las positivas son arrastradas por el combustible. Esta separación de cargas es similar a lo que ocurre cuando se frotan dos materiales no conductores. Pruebe a frotar un globo contra su piel o su pelo para experimentar la carga electrostática.
Como la tubería no conductora no puede disipar o conducir las cargas, éstas se acumulan en la pared de la tubería. Se generan más cargas con combustibles de baja conductividad, altas velocidades de flujo, turbulencias causadas por codos, apagallamas, filtros, etc. y por cualquier impureza en el combustible. Las pruebas realizadas en tuberías no conductoras han demostrado que pueden producirse cargas de 90.000 V.
Las cargas no se distribuyen uniformemente a lo largo de la pared de la tubería, sino que dependen del flujo de combustible y de las turbulencias en la tubería. Las descargas pueden producirse entre la pared de la tubería y un objeto conectado a tierra (brida metálica o similar), entre la pared de la tubería y el combustible o entre zonas de la pared de la tubería con cargas diferentes.