Protección contra la electricidad estática. Aparición y efecto de la electricidad estática: medios de protección contra la electricidad estática.

La electricidad estática (según GOST 12.1.018) es un conjunto de fenómenos asociados con la aparición, retención y relajación de una carga eléctrica libre en la superficie (o en el volumen) de dieléctricos o en conductores aislados.

La aparición de cargas de electricidad estática. Las cargas de electricidad estática se forman en una amplia variedad de condiciones industriales, pero con mayor frecuencia cuando un dieléctrico roza con otro o los dieléctricos contra metales. Las cargas eléctricas pueden acumularse en las superficies que se frotan y fluir fácilmente hacia el suelo si el cuerpo físico es conductor de electricidad y está conectado a tierra. Las cargas eléctricas se retienen en los dieléctricos durante mucho tiempo, por eso se les llama electricidad estática.

La electricidad estática surge como resultado de procesos complejos asociados con la redistribución de electrones e iones cuando entran en contacto dos superficies de sustancias líquidas o sólidas heterogéneas que tienen diferentes fuerzas atómicas y moleculares de atracción superficial.

Una medida de electrificación es la carga que tiene una sustancia determinada. La intensidad de la formación de carga aumenta al aumentar la velocidad de movimiento de los materiales, su resistividad, área de contacto y fuerza de interacción. El grado de electrificación de un cuerpo cargado caracteriza su potencial con respecto al suelo.

En la producción, la acumulación de cargas de electricidad estática se observa a menudo en: fricción de las correas de transmisión en poleas o correas transportadoras en ejes, especialmente cuando resbalan; bombear líquidos inflamables a través de tuberías y cargar productos petrolíferos en contenedores; movimiento de polvo a través de conductos de aire; triturar, mezclar y tamizar materiales y sustancias secos; compresión de dos materiales diferentes, uno de los cuales es un dieléctrico; procesamiento mecánico de plásticos; transportar gases comprimidos y licuados a través de tuberías y su flujo a través de aberturas, especialmente si los gases contienen líquido, suspensión o polvo finamente atomizado; movimiento de un vehículo, carros sobre neumáticos de goma y personas sobre una capa aislante seca, etc.

La fuerza de la corriente de electrificación del flujo de productos petrolíferos en las tuberías depende de las propiedades dieléctricas y la viscosidad cinemática del líquido, la velocidad del flujo, el diámetro de la tubería y su longitud, el material de la tubería, la rugosidad y el estado de sus paredes internas y la temperatura del líquido. En caso de flujo turbulento en tuberías largas, la intensidad de la corriente es proporcional a la velocidad del fluido y al diámetro de la tubería. El grado de electrificación de cintas dieléctricas en movimiento (por ejemplo, cintas transportadoras) depende de las propiedades fisicoquímicas de los materiales en contacto, la densidad de su contacto, la velocidad de movimiento, la humedad relativa, etc.

Peligro de electricidad estática. Las descargas de chispas de electricidad estática suponen un gran riesgo de incendio y explosión. Su energía puede alcanzar los 1,4 J, suficiente para encender vapor, polvo y mezclas de gas y aire de la mayoría de las sustancias inflamables. Por ejemplo, la energía mínima de ignición del vapor de acetona es 0,25 10-3 J, metano 0,28 10-3, monóxido de carbono 8 10-3, harina de madera 0,02, carbón 0,04 J. Por lo tanto, de acuerdo con GOST 12.1.018, la seguridad electrostática de un objeto se considera lograda solo si la energía máxima de las descargas que pueden ocurrir dentro del objeto o desde su superficie no excede el 40% de la energía mínima de ignición de sustancias y materiales. .

La carga electrostática generada durante algunos procesos de fabricación puede alcanzar varios miles de voltios. Por ejemplo, cuando las partículas de arena y polvo rozan los bajos mientras el coche está en marcha, se genera un potencial de hasta 3 kV; al bombear gasolina a través de una tubería: hasta 3,6 kV; al verter líquidos electrizantes (alcohol etílico, gasolina, benceno, éter etílico, etc.) en recipientes sin conexión a tierra en el caso de una caída libre del chorro de líquido en el recipiente que se está llenando y un caudal alto: hasta 18...20 kilovoltios; cuando la cinta transportadora roza el eje, hasta 45 kV; cuando las correas de transmisión rozan las poleas, hasta 80 kV.

Hay que tener en cuenta que un potencial de 300 V es suficiente para hacer explotar los vapores de gasolina; a una diferencia de potencial de 3 kV, los gases inflamables se encienden y a 5 kV, la mayoría de los polvos combustibles se encienden.

La electricidad estática también puede acumularse en el cuerpo humano al usar ropa de lana o fibra artificial, al moverse sobre un revestimiento de suelo no conductor, al usar zapatos dieléctricos o al entrar en contacto con dieléctricos, alcanzando en algunos casos un potencial de 7 kV o más. . La cantidad de electricidad acumulada en las personas puede ser suficiente para que se produzca una descarga de chispa al entrar en contacto con un objeto conectado a tierra. El efecto fisiológico de la electricidad estática depende de la energía liberada durante la descarga y se puede sentir en forma de pinchazos débiles, moderados o fuertes y, en algunas situaciones, en forma de calambres leves, moderados e incluso agudos. Dado que la intensidad actual de la descarga de electricidad estática es insignificante, en la mayoría de los casos dicha exposición es inofensiva. Sin embargo, los movimientos reflejos de una persona derivados de este fenómeno pueden provocar lesiones graves debido a una caída desde una altura, al agarre de la ropa protectora o de partes individuales del cuerpo por partes móviles no protegidas de máquinas y mecanismos, etc.

La electricidad estática también puede alterar el flujo normal de los procesos tecnológicos e interferir con el funcionamiento de los dispositivos electrónicos de automatización y telemecánica y las comunicaciones por radio.

Las medidas de protección contra la electricidad estática se llevan a cabo en locales con riesgo de explosión e incendio y áreas de instalaciones abiertas pertenecientes a las clases B-I, B-I6, B-II y B-IIa. En locales y áreas que no pertenecen a estas clases, la protección se lleva a cabo en aquellas áreas de producción donde la electricidad estática afecta negativamente el curso normal del proceso tecnológico y la calidad del producto.

Las medidas de protección contra la electricidad estática tienen como objetivo prevenir la aparición y acumulación de cargas de electricidad estática, crear las condiciones para la dispersión de las cargas y eliminar el peligro de sus efectos nocivos.

La prevención de la acumulación de cargas de electricidad estática se logra poniendo a tierra los equipos y comunicaciones en los que puedan aparecer, y cada sistema de máquinas, equipos y estructuras metálicas interconectadas (secadores neumáticos, mezcladores, compresores de gas y aire, molinos, transportadores cerrados, equipos de llenado). y dispositivos de drenaje de líquidos con baja conductividad eléctrica, etc.), están conectados a tierra en al menos dos lugares. Las tuberías ubicadas en paralelo a una distancia de hasta 10 cm están conectadas entre sí mediante puentes metálicos cada 25 m. Todos los contenedores móviles que se encuentran temporalmente bajo carga o drenaje de gases licuados inflamables y líquidos inflamables se conectan a un electrodo de tierra durante el llenado. Las gasolineras y depósitos de automóviles se conectan a tierra con una cadena metálica, manteniendo una longitud de contacto con el suelo de al menos 200 mm.

La reducción de la intensidad de la aparición de cargas de electricidad estática se logra mediante la selección adecuada de la velocidad de movimiento de las sustancias, excluyendo salpicaduras, trituración y atomización de sustancias, eliminación de carga electrostática, selección de superficies de fricción, purificación de gases y líquidos inflamables de impurezas. . La velocidad de transporte segura de sustancias líquidas y polvorientas depende de su resistencia eléctrica volumétrica específica ρv. Así, para líquidos con ρv ≤ 105 Ohm m, la velocidad permitida no debería ser superior a 10 m/s, a 105 Ohm m< pv < 109 Ом· м — до 5 м/с, а при ρv >Para cada líquido se ajustan por separado velocidades de 109 ohmios, pero normalmente no más de 1,2 m/s. Al suministrar líquidos a los tanques, es necesario evitar salpicaduras, atomización y mezclas violentas. El tubo de llenado debe extenderse hasta el fondo del recipiente con el chorro dirigido a lo largo de su pared. Al llenar inicialmente los tanques, el líquido se suministra a una velocidad que no supera los 0,5...0,7 m/s.

La mejor manera de reducir la intensidad de la acumulación de cargas de electricidad estática en las transmisiones por correa es aumentar la conductividad eléctrica de las correas, por ejemplo, cosiendo la superficie interior de la correa con un fino alambre de cobre en la dirección longitudinal o lubricando su superficie interior con compuestos conductores (que contienen, por ejemplo, hollín y grafito en una proporción de 1:2,5 en peso, etc.). También debes prestar atención a ajustar la tensión de las correas y, si es posible, reducir su velocidad a 5 m/s.

Si no es posible evitar la acumulación de cargas de electricidad estática mediante la conexión a tierra, se deben tomar medidas para reducir el volumen y la resistencia dieléctrica superficial de los materiales que se procesan. Esto se logra aumentando la humedad relativa del aire al 65...70%, el tratamiento químico de la superficie, el uso de sustancias antiestáticas, la aplicación de películas conductoras de electricidad, reduciendo la velocidad de movimiento de los materiales de carga, aumentando la limpieza del procesamiento de superficies de fricción, etc.

Si es imposible utilizar medios de protección contra la electricidad estática, se recomienda neutralizar las cargas ionizando el aire en los lugares donde surgen o se acumulan. Para ello, se utilizan dispositivos especiales: ionizadores, que crean iones positivos y negativos alrededor de un objeto electrificado. Los iones, que tienen una carga opuesta a la del dieléctrico, son atraídos hacia el objeto y lo neutralizan. Para eliminar la electricidad estática del cuerpo humano, se proporcionan pisos conductores o áreas conectadas a tierra, plataformas de trabajo, pasamanos de escaleras, manijas de instrumentos, etc.; Proporcionar a los trabajadores calzado conductor con una resistencia de suela no superior a 108 ohmios, así como ropa de trabajo antiestática.

15.1. Las medidas de protección contra la electricidad estática deben realizarse de acuerdo con la normativa vigente.

15.2. El desarrollo de procesos y equipos tecnológicos debe realizarse teniendo en cuenta la prevención de la electrificación peligrosa de sustancias durante su producción y uso. Las principales medidas para prevenir manifestaciones peligrosas de electricidad estática deben especificarse en el proceso tecnológico directivo.

Al iniciar una producción nueva o reconstruida, se debe verificar la presencia y suficiencia de los dispositivos de protección contra electricidad estática existentes y, si es necesario, proporcionar protección adicional.

15.3. Los reglamentos tecnológicos deben contener parámetros de las sustancias procesadas en la producción, caracterizando sus propiedades eléctricas (resistividad eléctrica) y sensibilidad a las descargas electrostáticas (energía mínima de ignición), y una descripción de los medios de protección contra la electricidad estática, y en las instrucciones tecnológicas e instrucciones de seguridad. deberá describirse el orden de su aplicación.

15.4. La aparición y acumulación más probable de cargas electrostáticas se produce durante operaciones como tamizado, molienda, mezcla, carga y descarga de dispositivos, transporte neumático y por vacío. Los parámetros de proceso tecnológico aceptables que garantizan la seguridad electrostática del procesamiento de cada tipo de producto son establecidos por el desarrollador de la directiva de proceso tecnológico y las regulaciones de proceso tecnológico.

15.5. Para evitar la posibilidad de descargas electrostáticas peligrosas, es necesario tomar las siguientes medidas de protección, teniendo en cuenta las características específicas de la producción:

Puesta a tierra de equipos y comunicaciones eléctricamente conductores;

Uso de neutralizadores;

Selección de pares de materiales en contacto electrificados por cargas de diferentes signos;

Humidificación de la atmósfera circundante;

Aplicación de materiales eléctricamente conductores para equipos;

Uso de ropa protectora.

15.6. Para reducir la intensidad de las cargas de electricidad estática, debes:

Siempre que sea tecnológicamente posible, las mezclas de vapor y polvo y aire deben limpiarse de líquidos y partículas sólidas en suspensión, y de los líquidos, de la contaminación por impurezas sólidas y líquidas;

Mantener la concentración de medios inflamables fuera de los límites explosivos;

Donde la tecnología de producción no lo requiera, eliminar las salpicaduras, el aplastamiento y la atomización de sustancias;

Los procesos tecnológicos se llevan a cabo de acuerdo con parámetros establecidos;

Reducir la velocidad de transporte y procesamiento, la turbulencia de los flujos de mezclas de polvo, vapor y gases y líquidos;

Evite la condensación y cristalización de vapores y gases al escapar de tuberías, mangueras, boquillas y boquillas.

15.7. Todos los equipos tecnológicos (dispositivos, contenedores, comunicaciones, revestimientos de mesas de trabajo y estanterías, equipos, etc.), donde sea posible la formación y acumulación de cargas de electricidad estática, deben ser de metal o materiales conductores de electricidad y conectados a tierra (materiales conductores de electricidad). son los eléctricos volumétricos específicos cuya resistencia no supera los 1E5 ohmios).

Los aparatos, contenedores, unidades, tuberías en las que se produce el movimiento, trituración, pulverización, pulverización de productos, máquinas independientes, unidades, dispositivos conectados por tuberías a un sistema común de aparatos y contenedores deben conectarse al circuito de tierra interno mediante un rama separada, independientemente de la conexión a tierra de las comunicaciones conectadas a ellas.

No se permite la conexión secuencial de varios dispositivos, unidades o tuberías de puesta a tierra al bus (cable) de puesta a tierra.

Está permitido combinar dispositivos de puesta a tierra para protección contra electricidad estática con puesta a tierra de protección de equipos eléctricos.

La conexión a tierra de la máquina mezcladora y de carga antes de la carga debe realizarse de acuerdo con la cláusula 9.6 de estas Reglas.

15.8. La documentación de diseño de equipos de proceso debe indicar los lugares para conectar los conductores de puesta a tierra y el método de fijación.

En cada nave industrial se debe elaborar un diagrama de puesta a tierra (mapa), en el que se deben enumerar todos los equipos, equipos, inventario, etc. que deben estar conectados a tierra.

15.9. La resistencia a tierra de cualquier punto más remoto de la superficie interna de equipos fabricados con materiales eléctricamente conductores (no metálicos) en relación con el circuito de tierra interno no debe exceder 1E6 ohmios.

La resistencia de un dispositivo de conexión a tierra destinado únicamente a la protección contra la electricidad estática no debe superar los 100 ohmios.

15.10. Los conductores de puesta a tierra y el bucle de puesta a tierra deben colocarse abiertos para permitir la inspección. Al mismo tiempo, se debe garantizar su resistencia a las influencias mecánicas y químicas.

Los conductores de puesta a tierra, los bucles de puesta a tierra externos e internos deben realizarse de acuerdo con los requisitos de las reglas para la construcción de instalaciones eléctricas y las reglas y regulaciones para la instalación de protección contra rayos de edificios y estructuras.

Los conductores de puesta a tierra, destinados a la protección contra la electricidad estática, están pintados de negro con una tira transversal roja de 15 mm de ancho aplicada en los puntos de conexión a los equipos de proceso y en el circuito de puesta a tierra interno. Se permite, de acuerdo con el diseño de la habitación, pintar los conductores de tierra en colores distintos al rojo y marcados con una franja roja, como se indicó anteriormente.

15.11. La conexión de los elementos del circuito de puesta a tierra, la conexión de conductores de puesta a tierra y estructuras puestas a tierra debe realizarse mediante soldadura. Si no es posible soldar, se permite conectar los conductores de tierra mediante una conexión roscada confiable. En este caso, los conductores de puesta a tierra deben tener en los extremos un anillo sin cortar, conectado eléctricamente al núcleo principal. Las conexiones roscadas deben protegerse de la corrosión.

15.12. Las tuberías ubicadas en paralelo a una distancia de hasta 0,1 m entre sí deberán conectarse entre sí mediante puentes cada 20 m. Cuando las tuberías se crucen entre sí, con escaleras y estructuras metálicas a una distancia inferior a 0,1 m, también deberán estar conectadas. estar conectados mediante puentes.

La puesta a tierra de protección de tuberías ubicadas en pasos elevados externos debe cumplir con los requisitos de las normas y reglamentos para la instalación de protección contra rayos de edificios y estructuras.

Los conductos metálicos de ventilación deben conectarse a tierra cada 20 m utilizando conductores de aleaciones de aluminio con un diámetro de al menos 5 mm, cinta con una sección transversal de al menos 24 mm2.

15.13. Las partes móviles de máquinas y dispositivos susceptibles de ser electrificados, cuyo contacto con el cuerpo puesto a tierra pueda verse interrumpido, deben tener dispositivos especiales (colectores de corriente) para asegurar la conexión a tierra.

Los dispositivos en los que se produce una electrificación intensiva de sustancias, así como las unidades móviles de equipos vibratorios (bandejas vibratorias, tamices accionados mecánicamente, etc.) deben estar conectados a tierra en al menos dos puntos.

15.14. Para reducir la resistencia eléctrica superficial específica de sustancias, composiciones y materiales estructurales, cuando las condiciones del proceso lo permitan, se recomienda mantener una humedad relativa del aire de al menos el 65%.

15.15. La pulverización de sustancias debe realizarse desde la altura más baja posible. En todas partes, es necesario sistemáticamente, dentro de los plazos establecidos por las instrucciones, limpiar el equipo, los conductos de ventilación y otras estructuras de la habitación del polvo sedimentado utilizando un método húmedo.

Está prohibido cargar productos a granel directamente desde papel, polietileno, cloruro de polivinilo y otras bolsas electrificadas en las trampillas de dispositivos que contienen vapores de líquidos inflamables. En este caso, se deben utilizar dispositivos de carga fabricados con materiales conductores, asegurando la menor formación de polvo de sustancias.

El muestreo de la materia a granel y la medición de los parámetros del proceso utilizando muestreadores e instrumentos insertados deben realizarse después de que se haya asentado el polvo.

15.16. La medición de los parámetros de electrificación en condiciones de producción se realiza periódicamente de acuerdo con el programa de medición aprobado, pero al menos dos veces al año. Para realizar mediciones se deben utilizar instrumentos intrínsecamente seguros y a prueba de explosiones, aprobados para su uso en estas industrias, garantizando la seguridad electrostática de las mediciones y habiendo pasado pruebas estatales o departamentales.

15.17. La aceptación en funcionamiento de los dispositivos de protección contra electricidad estática debe realizarse simultáneamente con la aceptación de los equipos de proceso y de energía.

Cuando utilice dispositivos de protección contra electricidad estática, debe:

Antes de comenzar a trabajar, verificar la confiabilidad del contacto eléctrico de los conductores de tierra en los puntos de conexión y la continuidad del circuito eléctrico en toda su longitud;

Evite la contaminación, los daños mecánicos y la exposición prolongada a álcalis, ácidos y disolventes orgánicos en revestimientos conductores de electricidad de equipos tecnológicos y lugares de trabajo.

15.18. Inspección y medición de resistencia eléctrica de dispositivos de puesta a tierra de equipos de proceso, tuberías, etc. Se recomienda realizar simultáneamente con la verificación de la conexión a tierra de los equipos eléctricos. En el pasaporte se deben anotar los resultados de las pruebas de verificación, así como las inspecciones y reparaciones del dispositivo de puesta a tierra. Los resultados de la medición de la resistencia a tierra de dispositivos, equipos, equipos móviles, dispositivos de transporte y equipos tecnológicos deben registrarse en un diario especial.

La electricidad estática se produce debido a la retención de cargas en un campo electrostático sobre materiales dieléctricos. Afecta negativamente a la vida humana y al funcionamiento de los dispositivos eléctricos. La formación de chispas a partir de la electricidad estática contribuye a incendios y explosiones. La potencia energética es suficiente para encender mezclas de gas, aire y polvo.

Se puede acumular una carga de electricidad estática en el cuerpo de una persona si usa ropa de lana o fibras químicas. Un valor potencial de unos 7 julios no es peligroso para los humanos, pero puede provocar calambres y contracciones musculares. Y esto, a su vez, puede crear condiciones de lesiones en el trabajo, caídas desde una altura, etc.

La electricidad estática afecta negativamente el funcionamiento de los instrumentos de precisión, las comunicaciones por radio y provoca fallos de funcionamiento. Los trabajadores que están constantemente expuestos a la electricidad estática tienen más probabilidades de sufrir enfermedades cardiovasculares y del sistema nervioso.

Sólo la protección contra la electricidad estática puede reducir a cero o prevenir por completo la aparición de este fenómeno negativo.

Fuentes de electricidad estática.

• Efecto de diversas radiaciones.
• Cambio repentino de temperatura.
• La interacción de los cuerpos entre sí durante el movimiento.

Este fenómeno tiene un impacto negativo y supone un peligro. La protección contra la electricidad estática le permite prevenir por completo o reducir significativamente su efecto.

En las condiciones cotidianas, a menudo se produce un campo estático en la piel de los animales, al quitarse ropa sintética, al peinarse, al usar zapatos de goma, al caminar sobre una alfombra con calcetines de lana o al utilizar productos de plástico.

El campo electrostático no amenaza la vida humana; la descarga produce una corriente débil que no es capaz de causar demasiado daño al cuerpo humano. Sólo puede crear cierta incomodidad. Para evitar este efecto, solo es necesario seguir algunas reglas simples: en climas helados y secos, no acaricie a los animales, quítese la ropa de lana más lentamente o trátela con un compuesto especial, y use un peine de madera o metal al peinarse. tu cabello.

La acumulación de energía electrostática se ve facilitada por:

• Muros de hormigón armado del edificio.
• El aire está demasiado seco.

Para los dispositivos electrónicos, la carga electrostática es el peor enemigo. Algunos elementos de los dispositivos electrónicos no son capaces de soportar los altos voltajes que se producen durante la descarga. Los elementos sensibles pueden fallar o degradar su desempeño.

Si los líquidos inflamables se exponen a un campo eléctrico, esto creará las condiciones para su ignición. Estos líquidos pueden acumular una carga estática cuando se transportan en tanques. Además, una carga surge de un mecanismo o de una persona que se acerca a él. Por lo tanto, en la producción industrial, donde hay líquidos inflamables, se presta mucha atención a la conexión a tierra de estructuras y mecanismos móviles. Para coser zapatos y ropa especial, en la producción también se utilizan tejidos especiales que no son capaces de acumular carga eléctrica.

Principio de operación

Averigüemos cómo se forma una carga estática. En estado normal, los cuerpos físicos tienen la misma cantidad de partículas negativas y positivas. Gracias a este equilibrio, se crea un estado neutral del cuerpo. Cuando se viola el estado neutral, el cuerpo recibe una carga eléctrica de un polo.

La estática es el estado de un cuerpo en reposo, cuando se encuentra sin movimiento. En la sustancia del cuerpo puede ocurrir polarización, que se expresa en el movimiento de cargas entre partes del cuerpo o desde un objeto cercano.

Las sustancias se electrifican debido a la separación de cuerpos, cambios de carga durante la fricción, cambios bruscos de temperatura e irradiación. Las cargas del campo eléctrico se encuentran en la superficie de un cuerpo o se alejan de la superficie a una distancia igual a la distancia interatómica. Si los cuerpos no están conectados a tierra, las cargas se concentran en el área de contacto y, si hay conexión a tierra, la carga ingresa al circuito de tierra.

Los procesos de acumulación de cargas y su drenaje ocurren al mismo tiempo. El cuerpo se electrifica si recibe una carga de energía mayor que la carga consumida. Como resultado, queda claro que la protección contra la electricidad estática debe descargar las cargas acumuladas al circuito de tierra.

Cantidad de electricidad estática

Todas las sustancias físicas tienen sus propias características en la escala triboeléctrica, dependiendo de su capacidad para crear cargas eléctricas de diferentes polos cuando se frotan. Las principales sustancias de este tipo se muestran en la figura.

Para tener una idea del tamaño de las cargas estáticas resultantes, consideremos varios ejemplos:

• La polea giratoria con la correa de transmisión puede cargar hasta 25.000 voltios.
• La carrocería de un automóvil que circula por una carretera seca puede recibir una carga de hasta 10.000 voltios.
• Una persona que usa calcetines de lana y camina sobre una alfombra seca puede acumular una carga en el cuerpo de hasta 6000 voltios.

Como resultado, queda claro que el voltaje del campo electrostático puede alcanzar niveles significativos incluso en la vida cotidiana. Esta carga no causa un daño significativo a una persona debido a su baja potencia. La descarga fluye a través de una gran resistencia y se calcula en varias fracciones de miliamperio.

La humedad del aire también reduce la carga electrostática. Afecta el valor del potencial del cuerpo durante el contacto con diferentes materiales. Por tanto, la protección contra la electricidad estática puede consistir en su uso.

En el medio natural existe electricidad estática que alcanza valores enormes. Por ejemplo, cuando las nubes se mueven entre ellas, surgen grandes potenciales energéticos, que se expresan en descargas de rayos. El poder de estas descargas es suficiente para quemar una casa de madera o partir el tronco de un árbol perenne.

En las condiciones cotidianas, durante las descargas de un campo electrostático, una persona siente pequeñas sensaciones de hormigueo en los dedos, se ven chispas por la fricción de la ropa de lana y el rendimiento de una persona disminuye. El campo electrostático afecta negativamente a la condición humana, pero no causa daños evidentes.

Existen instrumentos de medición que pueden medir con precisión el valor del potencial estático de la carga acumulada en el cuerpo humano y en el cuerpo de cualquier dispositivo.

Electricidad antiestática

Existen varios métodos de protección contra descargas de campos electrostáticos, tanto en la vida cotidiana como en condiciones industriales. Tienen sus diferencias. Echemos un vistazo más de cerca a cada uno de ellos.

Protección en casa

Toda persona debe presentar el peligro que suponen para el cuerpo las descargas estáticas. Es necesario conocerlos y poder limitarlos. Para solucionar este problema, se organizan diversos eventos para capacitar a las personas en métodos de protección, incluidos programas de televisión.

En estos eventos se explica de dónde y cómo procede el campo estático, los métodos para medirlo y los métodos para realizar trabajos preventivos. Por ejemplo, para evitar las sensaciones desagradables de un campo estático, es recomendable utilizar peines de madera en lugar de de plástico para peinarse. La madera tiene características neutras y no crea cargas de campo electrostático durante la fricción. En las tiendas puedes comprar fácilmente un peine de madera de cualquier forma y tipo.

Para evitar la formación de potencial estático en la carrocería del automóvil cuando se conduce sobre una superficie de carretera seca, se utilizan cintas antiestáticas especiales, que se fijan en la parte trasera del automóvil en la parte inferior de la carrocería. En la cadena minorista puede elegir fácilmente cualquier versión de dicha cinta.

Si el automóvil no está protegido de ninguna manera contra una posible descarga de la carga potencial acumulada, entonces el voltaje se puede eliminar conectando a tierra temporalmente la carrocería del automóvil conectándolo a tierra a través de una parte metálica. Para hacer esto, puede usar la llave de encendido. Es imperativo aliviar la tensión antes de repostar gasolina el coche.

Cuando se forma una carga estática en la ropa hecha de fibras químicas, se recomienda utilizar Antiestático. Se trata de una lata de aerosol especial que se vende en las tiendas. Elimina la electricidad estática de la ropa, las telas y las fundas sintéticas de los asientos del automóvil, especialmente en invierno, cuando el aire es seco. Pero, para no utilizar diversos aerosoles y productos químicos, se recomienda usar ropa confeccionada con materiales naturales: algodón y lino.

Si los zapatos tienen suelas de goma, esto crea las condiciones para la acumulación de potencial de estrés. Para evitar que esto suceda, basta con colocar en los zapatos plantillas antiestáticas especiales, que están hechas de materiales naturales. Como resultado, el impacto negativo en una persona disminuirá.

El aire demasiado seco en los apartamentos de la ciudad en invierno contribuye a la acumulación de carga electrostática. Para ello existen dispositivos especiales: humidificadores de aire. Si no existe tal dispositivo, entonces será suficiente una toallita húmeda grande que se debe colocar sobre la batería. Como resultado, el proceso de acumulación de carga disminuirá y la situación en el apartamento mejorará. También se recomienda realizar una limpieza húmeda con regularidad. Esto le permitirá eliminar el polvo y las áreas electrificadas de manera oportuna. Este método es el mejor.

Los aparatos eléctricos de la vida cotidiana también acumulan carga estática en la carcasa durante su funcionamiento. Para reducir el efecto de la carga estática, se instala un sistema de ecualización de potencial. Está conectado al circuito de tierra de toda la casa. Una bañera acrílica es susceptible a la acumulación de carga estática sobre ella, por lo que debe protegerse mediante un sistema de ecualización de potencial. Incluso una bañera de hierro fundido con revestimiento acrílico también es susceptible a este fenómeno negativo.

Protección contra la electricidad estática en la producción.

En la producción industrial, se utilizan varios métodos para mantener la funcionalidad de los equipos:

• Incrementar la resistencia de dispositivos y equipos a descargas electrostáticas.
• Bloquear la penetración de carga en el lugar de trabajo.
• Prevenir la aparición de cargas electrostáticas.

Los dos últimos métodos permiten proteger muchos dispositivos, mientras que el primer método se utiliza sólo para determinados tipos de equipos.

Proporciona una alta protección contra descargas de campos estáticos y mantiene la funcionalidad del dispositivo. Se trata de una jaula de metal en forma de malla con una malla fina. La jaula encierra el equipo por todos lados. Está conectado al circuito de tierra. Los campos eléctricos no pasan dentro de la jaula y, al mismo tiempo, la jaula de Faraday no interfiere con el campo magnético estático. Los cables se protegen siguiendo el mismo principio equipándolos con una pantalla metálica.

La protección contra la electricidad estática se divide según los métodos de implementación:

• Estructurales y tecnológicas.
• Químico.
• Físico-mecánico.

Los dos últimos métodos permiten reducir la formación de cargas y aumentar la velocidad de su hundimiento en el suelo. El primer método protege los dispositivos de las cargas, pero no los desvía a tierra.

Puede optimizar la reducción de la carga electrostática de la siguiente manera:

• Aumento de la conductividad de los materiales.
• Creación de coronación.

Estos problemas se resuelven utilizando:

• Seleccionar materiales con buena conductividad volumétrica.
• Aumento de las superficies de trabajo.
• Ionización del espacio aéreo.

Para implementar estas tareas, se crean líneas para el flujo de cargas estáticas al suelo, sin pasar por los componentes de trabajo de los dispositivos. Si los materiales tienen alta resistencia, se utilizan otros métodos.

El concepto de electricidad estática es familiar para todos en el curso de física de la escuela. La electricidad estática se produce cuando aparecen cargas en los conductores y en las superficies de diversos objetos. Aparecen como resultado de la fricción que se produce cuando los objetos entran en contacto.

¿Qué es la electricidad estática?

Todas las sustancias están formadas por átomos. Un átomo tiene un núcleo alrededor del cual hay igual número de electrones y protones. Son capaces de pasar de un átomo a otro. Al moverse, se forman iones negativos y positivos. Su desequilibrio conduce a la estática. La carga estática de los protones y electrones en un átomo es la misma, pero tiene diferente polaridad.

La estática aparece en la vida cotidiana. La descarga estática puede ocurrir con corrientes bajas pero voltajes altos. En este caso no hay peligro para las personas, pero la descarga sí es peligrosa para los aparatos eléctricos. Durante la descarga, se dañan microprocesadores, transistores y otros elementos del circuito.

Causas de la electricidad estática.

La estática ocurre bajo las siguientes condiciones:

• contacto o separación de dos materiales diferentes entre sí;
• cambios bruscos de temperatura;
• radiación, radiación UV, rayos X;
• operación de máquinas cortadoras de papel y máquinas cortadoras.

La estática a menudo ocurre durante o antes de una tormenta. Las nubes de tormenta, cuando se mueven a través de aire saturado de humedad, generan electricidad estática. La descarga se produce entre la nube y el suelo, entre nubes individuales. El dispositivo de pararrayos ayuda a conducir la carga hacia el suelo. Las nubes de tormenta crean un potencial eléctrico en los objetos metálicos que provocan descargas leves al tocarlos. El impacto no es peligroso para los humanos, pero una chispa poderosa puede provocar que algunos objetos se enciendan.

Cada residente ha escuchado repetidamente el choque que se escucha al quitarse la ropa, el impacto al tocar el auto. Esto es consecuencia de la aparición de estática. Se puede sentir una descarga eléctrica al cortar papel, peinar el cabello o verter gasolina. Los cargos gratuitos acompañan a una persona a todas partes. El uso de diversos dispositivos eléctricos aumenta su aparición. Se producen al verter y triturar productos sólidos, al bombear o verter líquidos inflamables, al transportarlos en cisternas, al enrollar papel, tejidos y películas.

La carga aparece como resultado de la inducción eléctrica. Durante la estación seca se crean grandes cargas eléctricas en las carrocerías metálicas de los automóviles. Una pantalla de televisión o un monitor de computadora se puede cargar exponiéndola a un haz creado en un tubo de rayos catódicos.

Daños y beneficios de la electricidad estática.

Muchos científicos e inventores intentaron utilizar carga estática. Se crearon unidades engorrosas, cuyos beneficios eran bajos. El descubrimiento de la descarga de corona por parte de los científicos resultó útil. Es ampliamente utilizado en la industria. Utilizando una carga electrostática, se pintan superficies complejas y los gases se limpian de impurezas. Todo esto está bien, pero también existen numerosos problemas. Las descargas eléctricas pueden ser muy poderosas. A veces pueden infectar a los humanos. Esto sucede tanto en casa como en el lugar de trabajo.

El daño de la electricidad estática se manifiesta en descargas de diversa potencia al quitarse un suéter sintético, salir de un automóvil, encender y apagar un procesador de alimentos y una aspiradora, una computadora portátil y un horno microondas. Estos golpes pueden ser perjudiciales.

Se produce electricidad estática, que afecta el funcionamiento de los sistemas cardiovascular y nervioso. Deberías protegerte de ello. La propia persona también suele ser portadora de cargos. Al entrar en contacto con las superficies de los aparatos eléctricos, estos se electrifican. Si se trata de un dispositivo de control y medición, el asunto puede terminar en su fallo.

La corriente de descarga aportada por una persona, con su calor, destruye las conexiones, rompe las pistas de los microcircuitos y destruye la película de los transistores de efecto de campo. Como resultado, el circuito queda inutilizable. En la mayoría de los casos, esto no sucede inmediatamente, sino en cualquier etapa durante el funcionamiento de la herramienta.

En las fábricas que procesan papel, plásticos y textiles, los materiales suelen comportarse incorrectamente. Se pegan entre sí, se adhieren a varios tipos de equipos, se repelen, acumulan mucho polvo y se enrollan incorrectamente en carretes o bobinas. La razón de esto es la aparición de electricidad estática. Dos cargas de igual polaridad se repelen. Otros, uno de los cuales tiene carga positiva y el otro cargada negativamente, se atraen entre sí. Los materiales cargados se comportan de la misma manera.

En imprentas y otros lugares donde se utilizan disolventes inflamables, puede producirse un incendio. Esto ocurre cuando el operador usa zapatos no conductores y el equipo no está conectado a tierra adecuadamente. La capacidad de encenderse depende de los siguientes factores:

• tipo de descarga;
• descargar energía;
• fuente de descarga estática;
• energía;
• la presencia de disolventes u otros líquidos inflamables en las proximidades.

Las descargas pueden ser de chispa, manuales o deslizantes. Una descarga de chispa proviene de una persona. El carpiano ocurre en partes puntiagudas del equipo. Su energía es tan baja que prácticamente no representa ningún riesgo de incendio. La descarga del cepillo deslizante se produce en láminas sintéticas, así como en materiales laminados con diferentes cargas en cada lado de la lámina. Presenta el mismo peligro que una descarga de chispa.

La letalidad es un tema importante para los expertos en seguridad. Si una persona se aferra a la bobina y se encuentra en la zona de tensión, su cuerpo también se cargará. Para eliminar la carga, asegúrese de tocar tierra o equipo conectado a tierra. Sólo entonces la carga irá al suelo. Pero la persona recibirá una descarga eléctrica fuerte o débil. El resultado son movimientos reflejos que a veces provocan lesiones.

Una estancia prolongada en una zona cargada provoca irritabilidad, disminución del apetito y falta de sueño en la persona.

El polvo se elimina del área de producción mediante ventilación. Se acumula en las tuberías y puede encenderse debido a una descarga de chispa estática.

Cómo eliminar la electricidad estática de una persona.

El medio más sencillo de protección contra esto es conectar a tierra el equipo. En condiciones de producción, se utilizan pantallas y otros dispositivos para este fin. En sustancias líquidas se utilizan disolventes y aditivos especiales. Se utilizan activamente soluciones antiestáticas. Se trata de sustancias de bajo peso molecular. Las moléculas del agente antiestático se mueven fácilmente y reaccionan con la humedad del aire. Debido a esta característica, se elimina la estática de una persona.

Si los zapatos del operador tienen suelas no conductoras, éste siempre debe tocar el suelo. Entonces el flujo de corriente estática hacia el suelo no se puede detener, pero la persona recibirá una descarga fuerte o débil. Sentimos el efecto de la corriente estática después de caminar sobre alfombras y tapetes. Los conductores que salen del coche reciben descargas eléctricas. Es fácil deshacerse de este problema: simplemente toque la puerta con la mano mientras está sentado. La carga fluirá hacia el suelo.

La ionización ayuda mucho. Esto se hace mediante una tira antiestática. Tiene muchas agujas fabricadas con aleaciones especiales. Bajo la influencia de una corriente de 4-7 kV, el aire circundante se descompone en iones. También se utilizan cuchillas de aire. Son una tira antiestática por la que se sopla aire y se limpia la superficie. Las cargas estáticas se forman activamente cuando se salpican líquidos con propiedades dieléctricas. Por lo tanto, para reducir el efecto de los electrones, no se debe permitir la caída del chorro.

Es recomendable utilizar linóleo antiestático en el suelo y limpiarlo con más frecuencia con productos químicos domésticos. En las empresas dedicadas al procesamiento de telas o papel, el problema de eliminar la estática se resuelve humedeciendo los materiales. El aumento de la humedad evita que se acumule electricidad dañina.

Para eliminar la estática, debes:

• humidificar el aire de la habitación;
• trate alfombras y tapetes con agentes antiestáticos;
• limpie los asientos del automóvil y de las habitaciones con toallitas antiestáticas;
• hidrata tu piel con más frecuencia;
• rechazar ropa sintética;
• usar zapatos con suela de cuero;
• Previene la aparición de estática en la ropa después del lavado.

Las flores de interior, una tetera hirviendo y dispositivos especiales hidratan bien la atmósfera. Los compuestos antiestáticos se venden en tiendas de productos químicos domésticos. Se rocían sobre la superficie de la alfombra. Puedes hacer un agente antiestático tú mismo. Para hacer esto, tome suavizante (1 tapa) y viértalo en una botella. Luego se llena el recipiente con agua limpia, que se rocía sobre la superficie de la alfombra. Los paños humedecidos con un agente antiestático neutralizan las cargas en la tapicería de los asientos.

Hidrata la piel con loción después de la ducha. Se limpian las manos varias veces al día. Debes cambiarte la ropa por ropa natural. Si se está cargando, trátelo con agentes antiestáticos. Se recomienda usar zapatos con suela de cuero o caminar descalzo por la casa. Antes de lavar, es recomendable espolvorear ¼ de taza de bicarbonato de sodio sobre tu ropa. Elimina descargas eléctricas y suaviza el tejido. Al enjuagar la ropa, puedes agregar vinagre (¼ de taza) a la máquina. Es mejor secar la ropa al aire libre.

Todas las medidas anteriores ayudan a neutralizar los problemas estáticos.