¿Qué es la electricidad estática?
La electricidad estática es un proceso natural en el que se produce acumulación de carga eléctrica entre materiales, hasta que encuentra una vía de escape y se descarga.
Los átomos tienden a buscar el equilibrio entre protones y electrones (carga balanceada) pero, en ocasiones, pueden producirse desequilibrios:
- Carga positiva: Cuando un átomo pierde un electrón se generan iones positivos, produciendo una carga positiva.
- Carga negativa: Cuando un átomo gana un electrón se generan iones negativos, produciendo una carga negativa.
Estos desequilibrios son los que generan cargas electrostáticas afectando negativamente a los procesos industriales.
¿Cómo y cuándo se genera electricidad estática en la industria?
En todos los procesos industriales, cuando se dan estas situaciones, se produce una cesión o una ganancia de electrones entre materiales, generándose una carga electrostática.
Contacto y separación:
Por ejemplo, un cilindro impactando continuamente sobre un material, puede producir una carga positiva en un elemento y negativa en el otro.Fricción:
Un ejemplo de proceso industrial en el que se genera fricción son las cintas transportadoras o el paso de un material por rodillos.Influencia externa:
Se puede producir cuando un cuerpo cargado, aunque no esté en contacto con otro, simplemente por proximidad, hace que en ese otro cuerpo se induzca la carga, generando un desequilibrio de cargas dentro del propio elemento. Esto es especialmente relevante en la industria electrónica, ya que los componentes electrónicos son sensibles a descargas de muy bajo potencial.Soplados:
En las aplicaciones de limpieza mediante soplados, se debe tratar previamente el aire comprimido, filtrándolo, para eliminar las partículas contaminantes y secándolo, para evitar condensados sobre la pieza a limpiar.La ausencia de humedad hace que el aire sea más aislante, pudiendo producir una carga electrostática en las superficies sobre las que se proyecta un soplado.
¿Cuáles son los riesgos de la electricidad estática en la industria?
La electricidad estática afecta negativamente al OEE, es decir, a la eficiencia global de las máquinas y procesos industriales.
El OEE se mide en base a tres parámetros: la disponibilidad de las máquinas, el rendimiento de los procesos y la calidad de los productos:
Disponibilidad:
La carga electrostática produce fuerzas de atracción o repulsión entre materiales, lo que puede provocar atascos en la línea, con sus consecuentes paradas no programadas.Rendimiento:
En ocasiones es necesario reducir la velocidad de las máquinas con el fin de minimizar la generación de carga estática, comprometiendo, así, los tiempos de ciclo.Calidad:
La carga estática puede conllevar la adhesión de polvo o partículas contaminantes en las piezas, así como la rotura de componentes electrónicos, lo que condiciona la calidad final de los productos, aumentando las tasas de rechazo.
La disponibilidad y rendimiento están relacionados con la estática macroscópica, asociada, principalmente, a los procesos industriales que implican el transporte y la manipulación de plásticos y polímeros.
Algunos problemas asociados a la estática macroscópica son:
- Soldadura y cortes defectuosos
- Atascos en las máquinas de bobinado
- Atascos de alimentadores de piezas
- Defectos en retractilados
- Manipulaciones incorrectas
Por su parte, la calidad se relaciona con la estática microscópica, asociada a procesos industriales relacionados con piezas electrónicas, semiconductores y componentes en la industria del automóvil, en los cuales la limpieza de las superficies es un aspecto crítico.
Algunas incidencias vinculadas a la estática microscópica son, por ejemplo:
- Poros en procesos de pintura
- Contaminación de productos plásticos
- Defectos en moldes de inyección
- Rotura de materiales frágiles
- Descargas electrostáticas (ESD): daños irreparables en componentes electrónicos o daños latentes en componentes electrónicos que perjudiquen su vida útil.
Tanto la estática macroscópica como la microscópica pueden afectar negativamente a los procesos industriales de cualquier sector o industria, pero también a la calidad de los productos y a la seguridad industrial, ya que, los operarios podrían verse afectados por las descargas electrostáticas (ESD) o, incluso, un exceso de carga podría desencadenar incendios o accidentes severos, condicionando la seguridad del entorno de trabajo.
¿Cómo controlar y eliminar la electricidad estática en los procesos industriales?
Las soluciones para combatir la electricidad estática se pueden clasificar en:
Sistemas de medición:
La electricidad estática es un enemigo invisible, por lo que el primer paso es medir para identificar los puntos críticos y poder eliminar las cargas electrostáticas. Para ello, desde SMC ofrecemos sensores de electricidad estática.Toma a tierra:
Cuando existen descargas electrostáticas que afectan a los trabajadores, éstas pueden evitarse con una toma a tierra que impida que la corriente eléctrica pase de los dispositivos a los usuarios.Todo material conductivo debería tener una conexión a tierra con el fin de evacuar la carga electrostática que se genere.Sistemas de control y eliminación de la electricidad estática:
Existen diferentes tipos de ionizadores o eliminadores de electricidad estática:- Este tipo de eliminadores de estática suelen utilizarse en superficies más grandes y para mayores alcances.
- Suelen ser adecuadas para neutralizar la energía estática en superficies más puntuales.
- Se suelen utilizar para cubrir una zona más amplia de trabajo o espacios sin acceso a aire comprimido.
- Las pistolas ionizadoras antiestáticas se utilizan para limpiezas manuales de materiales aislantes, a fin de evitar que la carga estática produzca la adhesión de partículas en las piezas.
Componentes antiestáticos:
También hay que considerar el material de los componentes auxiliares de cara a controlar la electricidad estática que se produce en los procesos industriales. Por ejemplo, el conexionado neumático antiestático para los soplados o, en el caso de aplicaciones de vacío, las ventosas antiestáticas que están diseñadas para minimizar y disipar la carga generada.Limpieza técnica industrial:
Cuando la presencia de partículas adheridas por la carga estática afecta negativamente a la calidad de los productos, es recomendable llevar a cabo una limpieza técnica industrial de las superficies. En SMC disponemos de cabinas de limpieza electroestática que permiten neutralizar la estática, eliminar y recoger el polvo en una sola unidad. Éstas pueden ser utilizadas en salas blancas.
Simplicidad y eficiencia: ese es el lema de la gama de soluciones antiestáticas de SMC.
Con ellas podrás optimizar el rendimiento y la calidad de tus procesos industriales, gracias a la facilidad de instalación y mantenimiento de nuestros medidores y eliminadores de electricidad estática.
Encuentra el ionizador correcto y olvídate de las paradas imprevistas, incidencias de calidad en el producto final y las descargas a operarios.
¿Necesitas asesoramiento en la selección de sensores o eliminadores de electricidad estática? Consulta con nuestros especialistas en control y neutralización de cargas electroestáticas.
