Aplicaciones
Humidificación contra descargas electrostáticas
Overview
La electricidad estática y la humedad están interconectadas debido a que la humedad es un factor que tiene una influencia directa sobre las descargas eléctricas o sobre diversas apariciones potenciales de electricidad estática. Antes de analizar esta relación entre la humedad y la electricidad estadística, y proporcionar una definición clara de la humedad, revisemos los aspectos de la electricidad estática.
¿Qué es la electricidad estática?
La electricidad estática es una fuerza que se puede encontrar y generar a partir de los elementos terrestres existentes en su forma natural y original, como: sólidos, líquidos y gases.
Independientemente de la forma, la forma y el estado del elemento, su interacción entre sí genera electricidad estática en determinadas condiciones.
Por ejemplo, el rayo es electricidad estática generada por la fricción de partículas congeladas de vapor de agua en las nubes. Otro ejemplo dado es cuando el gas o líquido fluye vigorosamente a través de tuberías o mangueras, entonces también se genera electricidad estática.
Cómo afecta la humedad a la electricidad estática
Según Britannica: “La electricidad estática es un fenómeno eléctrico familiar en el que las partículas cargadas se transfieren de un cuerpo a otro. Por ejemplo, si se frotan dos objetos, especialmente si los objetos son aislantes y el aire circundante está seco, los objetos adquieren cargas eléctricas iguales y opuestas y se desarrolla una fuerza de atracción entre ellos “.
Línea SMT
Todos podemos relacionarnos con la experiencia de vida común de una descarga de electricidad estática (o descargas estáticas), que resulta en una “sensación de choque”, un leve ruido de una chispa y, a veces, la chispa puede incluso ser visible. Esta descarga de energía es causada por una separación de carga.
Además, existen múltiples tipos de descargas de campo eléctrico, tales como: descarga de cepillo, descarga de corona, descarga de arco. Sin embargo, ocurren en lugares donde se usa equipo de alto voltaje, y donde la corriente fluye y hace que la ionización de un fluido, como el aire, rodee el objeto conductor que tiene carga eléctrica.
Pero, ¿qué causa la electricidad estática?
Como se enfatizó en la descripción de Britannica, el aire seco que rodea los cuerpos de los objetos (el nivel de humedad relativa) influye en la aparición de la electricidad estática. En este proceso, uno de los objetos perderá sus electrones (-) y por tanto tendrá una carga positiva (+), mientras que el otro tendrá cargas negativas.
Normalmente, el número de electrones de polo negativo y el número de protones de polo positivo es el mismo, y se mantiene un estado estable eléctricamente neutro (0 V).
Cuando una sustancia u objeto se desequilibra en electrones y protones, dará lugar a la aparición de dos fenómenos que participan en la generación de electricidad estática:
- La carga por contacto es un fenómeno en el que dos objetos se acercan y entran en contacto entre sí, lo que hace que una sustancia se cargue en un polo + o -.
- El fenómeno de carga por fricción ocurre cuando los materiales no solo están en contacto, sino cuando se crea una fricción al frotarlos entre sí. Luego, el material se carga al polo + o – y se genera electricidad estática.
Sin embargo, lo que también juega un papel importante en el desarrollo, descarga o prevención y minimización de la electricidad estática es la humedad.
¿Por qué importa la humedad?
En un ambiente húmedo similar al estado del baño mientras se baña, hay un alto nivel de humedad contenida en el aire. Hay mucha humedad presente en las superficies de los objetos circundantes. En este caso, la electricidad estática escapará a la atmósfera a través de la humedad acumulada sin acumularse y cargarse sobre las superficies de los objetos.
Por lo tanto, la cantidad de humedad que se puede encontrar en el aire, también llamada humedad absoluta, es un factor contra la electricidad estática. La forma en que medimos la humedad es a través de la humedad relativa. De esta forma podemos observar el porcentaje de humedad en el aire, sin embargo, otro punto a tener en cuenta es la temperatura. Para obtener más información sobre la diferencia entre la humedad absoluta y relativa, haga clic aquí.
¿A qué humedad se produce la electricidad estática?
Las descargas electrostáticas ocurren cuando la humedad es baja, que es el caso cuando la humedad es del 30% o menos.
Cuando escuchamos “Humedad 0%”, en realidad representa la “humedad relativa”. Y la “humedad absoluta” es la cantidad de agua contenida en el aire.
A modo de indicación, a menudo se dice que “si ajusta la humedad al 50% o más, será una contramedida contra la electricidad estática”. Pero el 50% de humedad significa el 50% de humedad relativa. Incluso si la humedad es del 50%, la cantidad de humedad (humedad absoluta) contenida en el aire varía mucho, dependiendo del tamaño de la habitación, el flujo de aire y la temperatura en ese momento.
Esto significa que debe correlacionar “temperatura y humedad relativa”. Hay casos en los que las contramedidas para la acumulación de electricidad estática pueden tener éxito con una humedad relativa del 40%. Y en algunos otros casos, las contramedidas contra la electricidad estática no funcionan incluso a una humedad relativa del 60%.
¿El clima afecta la electricidad estática?
La electricidad estática ocurre no solo en invierno, debido a las bajas y frías temperaturas, sino durante todo el año. Cuando el clima es mayormente seco, es cuando es más probable que se produzca electricidad estática. La falta de humedad en el aire conduce a un nivel de humedad seca, que genera o mejora el flujo de electricidad estática.
¿Qué tipo de material contrarresta, disminuye o previene los efectos de la electricidad estática?
Para evitar problemas causados por la electricidad estática, se pueden implementar varias medidas antiestáticas en el sitio de producción. Uno de ellos es seleccionar los materiales adecuados que no generen energía, ya que no son conductores. De la lista de materiales que pueden utilizarse como aislantes, para actuar como transferencia de electrones, podemos mencionar: plástico, tela, vidrio. Por otro lado, materiales como los metales, se consideran conductores eléctricos y, por tanto, pierden sus electrones más rápidamente.
¿Cómo se da de alta?
Dentro de una planta de fabricación, los empleados pueden usar un equipo de protección ESD (descarga electrostática) fabricado con materiales aislantes que ayudan a prevenir el riesgo de descarga electrostática. Los artículos como muñequeras y protectores para los pies son solo un ejemplo de artículos que los empleados pueden usar para mantenerse conectados a tierra.
Otra sugerencia sería la implementación de un tapete ESD. Como el tapete está conectado a la toma de tierra eléctrica, esto ayudará al trabajador a descargar o drenar las cargas estáticas al tocarlo o caminar sobre él. A través de este proceso, existe un mayor potencial de reducir o minimizar las cargas estáticas sin impactar el entorno, los productos y materiales de trabajo, como los dispositivos electrónicos o los equipos electrónicos. Además, el material de la alfombra ayudará a drenar las cargas excesivas creadas debido a la fricción entre caminar con los zapatos y la alfombra.
¿Cómo asegurar que las superficies dentro de un ambiente sean antiestáticas?
Para funcionar, existir o trabajar dentro de un entorno antiestático, existen varios métodos que se pueden implementar. Tu también puedes:
- Libere la electricidad estática generada;
- Neutralizar la electricidad estática generada;
- Evite que se produzca electricidad estática.
Como fabricante, no hacer nada a veces puede tener graves consecuencias, especialmente cuando se trata de una descarga estática. Los incidentes electrostáticos, como la destrucción de dispositivos o la ignición de incendios, están por todas partes en cada esquina.
Para los fabricantes, estas incidencias tendrán un impacto en la eficiencia de la producción (destrucción de la máquina, ignición de incendios, etc.), la seguridad de sus trabajadores y la gestión de la calidad (defectos del producto, errores de montaje, etc.)
Invertir en equipos antiestáticos es a menudo una prioridad para las fábricas y entornos de trabajo sensibles.
Si bien puede adquirir bienes o mejorar su instalación para liberar y / o neutralizar la electricidad estática generada, estas son medidas correctivas.
Entre las tres medidas (liberación, neutralización y prevención), la mejor forma es evitar que se produzca la electricidad estática.
Soluciones
La humidificación y sus beneficios de prevenir una carga eléctrica en un entorno de trabajo sensible
Repasemos los problemas más comunes que se pueden encontrar en los procesos de fabricación sensibles:
- Nivel de humedad influenciado por las condiciones del aire exterior
- Aumento de los defectos del producto y error de montaje debido a un bajo nivel de humedad, especialmente durante el invierno y cuando el aire es seco
- Perder la fiabilidad de la calidad del producto del cliente final.
- Costo energético del aire acondicionado para evitar ESD
- Posibilidad de iniciar un incendio en un entorno sensible.
- Adhesión al polvo
¿Los humidificadores reducen la electricidad estática?
La solución para suprimir y prevenir las descargas electrostáticas es aumentar el nivel de humedad en el interior. Mantener una humedad adecuada durante todo el año ayuda a que la electricidad estática generada se disperse y se libere rápidamente a la atmósfera. La humedad adecuada reduce el potencial de cargas estáticas y disminuye la creación de descargas electrostáticas.
Esa es la razón por la que recomendamos un sistema de humidificación que pueda ayudar a aumentar la cantidad de humedad contenida en el aire (humedad absoluta).
Estos problemas aparecen debido a la incapacidad de controlar el nivel de humedad y la temperatura dentro del área de fabricación. Sin embargo, la gestión y generación de humedad dentro de un entorno de trabajo puede inducirse artificialmente mediante la instalación de un sistema de humidificación adecuado. Al hacerlo, este será un componente valioso y medible contra la electricidad estática.
¿Cuál es la solución que propone Ikeuchi?
La instalación del sistema de humidificación de niebla seca contra ESD.
Nuestro sistema de humidificación industrial rocía niebla seca con un tamaño de gota promedio de 10 μm o menos. Dry Fog no moja pisos, paredes y máquinas, ni las oxida. El AirAKI® es un sistema de refrigeración por aire y humidificación que ahorra energía.
En un entorno de trabajo sensible, se necesita una gran cantidad de humidificación y refrigeración por aire, pero el sistema de atomización convencional no puede mantener la fábrica con una humedad constante. Al analizar la condición existente de la instalación (por ejemplo, el tamaño de la habitación, la proporción de renovación del aire, el diseño de la fábrica, el clima local, etc.), ofrecemos la instalación adecuada para evitar problemas de ESD y reducir la tasa de defectos. Además, aconsejamos utilizar agua RO para reducir el mantenimiento de las boquillas y, por tanto, el coste de mantenimiento.
Sistemas / Productos utilizados para esta solución
Sistema AirAKI con el humidificador de niebla seca AKIMist® “E”:
- El AKIMist® es un humidificador de niebla seca. Ikeuchi también ofrece la posibilidad de tener 3 versiones diferentes de AKIMist®, incluida una versión de humidificador portátil Dry Fog.
Beneficios
- Productividad mejorada
- Calidad estabilizada
- Prevención de la destrucción de ESD
- El ahorro de energía
- Menor frecuencia y costo de mantenimiento
Sistema AirAKI® con el humidificador de niebla seca AKIMist® “E”
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