Ce este incarcarea electrostatica?

Incarcarea electrostatica denumita si electricitate statica ori electrizare este un dezechilibru din punct de vedere electric: un exces de electroni sau un deficit de electroni ce provoaca o incarcarea electrica negativa sau, respectiv, pozitiva a materialelor.

Neutralizarea incarcarii electrostatice presupune restabilirea echilibrului electric. Acest lucru se obtine compensand excesul ori deficitul de electroni.

Materialele izolatoare nu se pot impamanta

Asa cum am explicat detaliat in articolul anterior “De ce apare incarcarea electrostatica desi masinile au impamantare?”, materialele izolatoare nu-si pot descarca electricitatea statica prin legarea la impamantare intrucat nu permit circulatia libera a electronilor iar descarcarea prin legare la masa se va produce doar local, in zona contactului electric cu impamantarea.

Soluții de neutralizare de electricității statice

Soluțiile de neutralizare bazează pe restabilirea echilibrului electric între numărul de sarcini electrice pozitive și negative. Ele se impart doua categorii:

  1. Crearea unei legături electrice cu pamântul, ce permite descărcarea către acesta
    • Împământare – numai pentru materiele conductoare electric
    • Umidificare – controlul umidității relative a aerului
    • Aditivi antistatici – compuși conductivi adăugați în compoziția maselor plastice
    • Acoperiri conductive – substanțe conductive cu care se realizează tratamentul antistatic al suprafețelor
    • Perii conductive – contact electric pe suprafață cu împământarea

  2. Compensarea dezechilibrului electric prin aport de particule încărcate electric (ioni)
    • Ionizatoare – crează ioni cu ambele polarități ce compensează deficitul electrostatic
Umidificare
  • Umiditatea relativă (RH%) ridicată crează un canal conductiv la suprafața materialelor izolatoare
  • Avantaje: eficientă în unele industrii, poate fi aplicata la nivelul intregii încăperi
  • Dezavantaje: posibile efecte adverse asupra materialelor sensibile la variațiile de RH% (hârtie, lemn etc.), operatorilor (disconfort)
Aditivi antistatici
  • Adăugați în compoziția plasticelor înainte de prelucrare
  • Avantaje: soluție permanentă, eficientă pe termen lung
  • Dezavantaje: cost ridicat, nu pot fi utilizați în domeniul alimentar, pot afecta operații secundare de lipire sau imprimare
Acoperiri conductive
  • Se aplica prin pulverizare pe produsul final
  • Avantaje: soluție semi-permanentă, eficientă pe termen scurt-mediu, cost scăzut, aplicare simplă, aprobată în domeniul alimentar
  • Dezavantaje: nu poate fi aplicată pe materialele sensibile la umezeală, contactul repetat cu suprafețele tratate reduce durata de eficiență
Perii conductive
  • Se amplaseaza în contact cu materielele, le descarcă pe măsură ce se deplasează
  • Avantaje: soluție simplă, ieftină
  • Dezavantaje: neutralizeză doar parția și numai încărcările foarte mari, nu se pot folosi în domeniul alimentar, pot lasa reziduuri, trebuie înlocuite periodic (consumabile)

Soluția optimă: ionizatoarele

În contrast, soluția bazată pe aport de particule ăncărcate electric (ioni) adică ionizatoarele, prezintă numeroase avantaje și este general acceptată ca soluția profesională cea mai potrivită pentru aplicațiile din domeniul industrial. Principalele sale avantaje sunt:

  • Siguranță în funcționare
  • Fiabilitate excepțională
  • Întreținere minimală
  • Compacte
  • Consum redus de energie, pot functiona permanent
  • Autoreglare implicită, nu necesită reglaje

Neutralizarea cu ionizatoare - principiul de funcționare

Intrucat legarea la pamant este ineficienta in cazul materialelor izolatoare incarcate electrostatic, neutralizarea acestora trebuie sa se produca prin alta metoda. Cea mai eficienta metoda folosita in prezent este cea ce utilizeaza ionizatoarele.

Ionizatoarele produc incarcarea electrica a atomilor din care este compus aerul cu ambele polaritati (pozitive si negative). Atomii astfel incarcati se numesc ioni.

Particulele incarcate electric cu aceeasi polaritate se resping iar cele cu polaritati opuse se atrag.

Ionii aerului (pozitivi sau negativi) vor fi atrasi de sarcina electrica de polaritate opusa de pe material (negativa sau pozitiva) si astfel se neutralizeaza reciproc.

Dupa ce electricitatea statica de pe material a fost completa neutralizata, ionii produși în continuare de ionizatoare nu mai sunt atrași sau respinși. Procesul de neutralizare se autoreglează intrinsec astfel fără intervenția utilizatorului. Este o metodă foarte eficientă ce nu necesită reglaje indiferent de tipul încărcării statice: pozitivă, negativă, mixtă, uniformă sau neuniformă, constantă ori dinamică.

Anatomia unui ionizator

Ionizarea se obține cu ajutorul unui câmp electric foarte concentrat pe un spațiu foarte limitat. Acest câmp acționeză puternic asupra electronilor atomior din care este compus aerul. Electronii sunt astfel fie îndepărtați (caz în care atomul devine un ion pozitiv) fie aduși pe orbita altor atomi, caz în care aceștia din urmă devin ioni negativi.

Pentru obținerea câmpului electric intens se utiliează înaltă tensiune (de regula de ordinul 5-10 kV) iar pentru concentrare se aplică unor electrozi foarte ascuțiți. În imediata apropierea a acestor vârfuri câmpul electric suficient de concentratat pentru obținerea efectului corona (ionizarea aerului).

Utilizând înaltă tensiune în curent alternativ (AC) ionizatoarele produc alternativ ioni pozitivi si negativi. Imaginea alăturată explică comportamentul ionilor produși pe alternanța pozitivă a curentului (electrozii sunt pozitivi în acest caz).

Tipuri de ionizatoare

În funcție de aplicația în care vor fi utilizate, puteți alege ionizatoare din tipurile de mai jos. Principala diferență între aceste dispozitive este modul în care sunt transportași ionii produși. Astfel, barele antistatice doar generează ioni și se bazează pe atracția acestora față de obiectele încărcate electrostatic, pistoalele și duzele antistatice ionizează utilizează aer comprimat pentru a transporta ionii iar suflantele utilizează aer produs de un ventilator pentru transportul ionilor.

Bare antistatice
  • Raza actiune: 30-1000mm
  • Aplicatie: neutralizarea obiectelor plane
Pistoale antistatice
  • Raza actiune: 200-2000mm
  • Aplicatie: neutralizarea si curatarea manuala
  • Utilizează aer comprimat
Duze antistatice
  • Raza actiune: 50-500mm
  • Aplicatie: neutralizarea si curatarea automate
  • Utilizează aer comprimat
Suflante antistatice
  • Raza actiune: 100-2000mm
  • Aplicatie: neutralizarea obiectelor 3D

Concluzii

Încărcarea electrostatică ce apare în procesele industriale este un fenomen complex, influențat de mulți parametri. Alegerea soluției potrivite pentru eliminarea efectelor nedorite ale electricității statice depinde de intelegerea corecta a modului in care se produce incarcarea și de limitările impuse de procesul de producție în care este folosită.
Pentru a vă ajuta în alegerea soluției tehnice potrivite cazului dvs. Antistatica vă oferă consultanță de specialitate pentru identificarea cauzelor apariției electricității statice în procesele dvs. și a soluțiilor tehnice potrivite. Majoritatea echipamentelor se pot testa gratuit pentru a avea încredere deplină că soluția oferită vi se potrivește din toate punctele de vedere.
Contactati-ne! Vă putem oferi imediat suportul de care aveți nevoie.

Echipamentul cu care puteți aborda pentru început majoritatea aplicațiilor de neutralizare a încărcării electrostatice este bara antistatica P-Sh-N. Este o bară puternică, cu rază de acțiune de 600mm, tip shockless (poate fi atinsă în timpul funcționării), ce poate funcționa practic fără întreținere ani de zile în regim permanent (24/7).

  • Bara antistatica cu raza mare de actiune
  • Pentru aplicatii industriale generale
  • Raza de actiune 600mm
  • Sursa de inalta tensiune externa, 7kV AC
  • Shockless