Adherencia de partículas extrañas

La adherencia de polvo y otras partículas extrañas suele ser un problema durante la fabricación de productos.
Repasemos lo que hay que tener en cuenta al tratar la adherencia de partículas extrañas.

Adherencia de partículas extrañas
Ejemplo de adherencia de polvo tras la limpieza de lentes

Cómo se produce la adherencia de partículas extrañas

¿Cómo se produce la adherencia de partículas extrañas?
La forma en que las partículas extrañas se adhieren a las superficies depende de si la superficie es conductora o no conductora.

Adherencia de partículas extrañas a conductores

Los conductores pasan fácilmente la electricidad, y las cargas eléctricas se mueven libremente dentro de los conductores.
Una partícula extraña cargada positivamente que se acerque a un conductor hará que su superficie se cargue negativamente. Lo contrario también es cierto. Al igual que los polos norte y sur de los imanes se atraen entre sí, la superficie de un conductor se carga con electricidad estática de la polaridad opuesta a la de la partícula extraña.

Adherencia de partículas extrañas a conductores
  1. A: Objeto metálico
  2. B: Partícula extraña cargada

Como se muestra aquí, cuando un objeto que se acerca es atraído hacia la superficie de un conductor cargado con la polaridad opuesta, se denomina inducción electrostática.
Cuando se produce la inducción electrostática, la fuerza de Coulomb actúa entre el conductor y las partículas extrañas, que se adhieren al conductor.

Por mucho que se aplique la eliminación de estática al conductor, la carga eléctrica se mueve libremente dentro de él, por lo que la inducción electrostática sigue produciéndose y la fuerza de Coulomb sigue actuando entre el conductor y las partículas extrañas. Por lo tanto, la única forma de detener la adhesión de partículas extrañas es eliminar la estática de las partículas extrañas.

Eliminar la estática de las partículas extrañas evita la adherencia
  1. A: Objeto metálico
  2. B: Partícula extraña cargada

Eliminar la estática de las partículas extrañas evita la adherencia

Adherencia de partículas extrañas a aislantes

La adhesión de partículas extrañas a un aislante sólo se produce cuando ambos están cargados. La fuerza de Coulomb actúa entre el aislante cargado y las partículas extrañas cargadas con la polaridad opuesta cuando están lo suficientemente cerca. Esto hace que las partículas extrañas se adhieran al aislante.

Adherencia de partículas extrañas a aislantes
  1. A: Aislante
  2. B: Partícula extraña cargada

En esta situación, eliminar la estática del aislante o de las partículas extrañas impide que actúe la fuerza de Coulomb, lo que evita la adhesión de partículas extrañas.

Eliminar la estática de uno u otro evita la adherencia
  1. A: Aislante
  2. B: Partícula extraña cargada

Eliminar la estática de uno u otro evita la adherencia

Medidas contra la adherencia de partículas extrañas

Centrémonos en dónde se encuentran las partículas extrañas suspendidas en el aire y en si el objeto de la adherencia es un conductor o un aislante, y pensemos en posibles soluciones.

Medidas en función de la ubicación de las partículas extrañas suspendidas en el aire

Las partículas extrañas en suspensión en el aire que se encuentran en las siguientes zonas son las más problemáticas en cualquier planta de fabricación:

  • Partículas extrañas en suspensión en el aire encontradas en grandes áreas
  • Partículas extrañas en suspensión en el aire encontradas localmente alrededor de los productos

A continuación se presentan las medidas utilizadas en cada caso.
En ambos casos, se puede utilizar un eliminador de estática (ionizador) como medida contra la adherencia de partículas extrañas.

Medidas contra las partículas extrañas suspendidas en el aire que se encuentran en grandes espacios

Se puede utilizar un eliminador de estática (ionizador) de tipo barra para espacios grandes en los que haya partículas extrañas suspendidas en el aire para eliminar la estática de toda la habitación. La eliminación de la carga electrostática de las partículas extrañas suspendidas en el aire puede evitar que sean atraídas por las superficies.

Medidas contra las partículas extrañas suspendidas en el aire que se encuentran en grandes espacios

Medidas contra las partículas extrañas suspendidas en el aire que se encuentran alrededor de los productos

Si la superficie es de plástico, caucho u otro material no conductor, y se conoce la ubicación de la acumulación de estática, se puede evitar la adhesión de partículas extrañas mediante la eliminación localizada de la estática.
Esto puede ser efectivo incluso con un número reducido de eliminadores de estática en comparación con la eliminación de estática en áreas amplias.

Medidas contra las partículas extrañas suspendidas en el aire que se encuentran alrededor de los productos

Medidas para conductores y aislantes

Como se ha explicado anteriormente, cuando se trabaja con un conductor es necesario eliminar la estática de las partículas extrañas, pero cuando se trabaja con un aislante, la estática se puede eliminar tanto de las partículas extrañas como del aislante.
Esto significa que al eliminar la electricidad estática del espacio que rodea al objeto objetivo se aplica eficazmente la eliminación de estática tanto al objeto como a las partículas extrañas, impidiendo la adhesión de partículas extrañas independientemente de si el objeto es un conductor o un aislante. Puede que no siempre sea necesario eliminar la estática de todo el espacio.

Aplicar la eliminación de estática al área alrededor del objeto funciona tanto para conductores como para aislantes.
Aplicar la eliminación de estática al área alrededor del objeto funciona tanto para conductores como para aislantes.

Medidas contra la carga en el cuerpo humano

También hay ocasiones en las que es necesario eliminar la estática de grandes espacios. Es el caso de la eliminación de la estática de los cuerpos humanos.
A medida que las personas se mueven, sus cuerpos acumulan continuamente cargas eléctricas, que atraen partículas extrañas y generan polvo cargado. Para eliminar constantemente la estática de las personas mientras se mueven y evitar la adhesión de partículas extrañas a las personas, es necesario aplicar la eliminación de estática en grandes espacios.

El siguiente gráfico muestra los resultados de nuestra investigación sobre la carga electrostática generada por las personas al caminan. Puede ver cómo la carga electrostática cambia continuamente a lo largo de un solo paso.

Medidas contra la carga en el cuerpo humano

Caminar por sí solo es suficiente para cambiar la carga electrostática de una persona. El efecto de toda esta electricidad estática es demasiado grande para ser ignorado, por lo que es necesario eliminar la estática de todo el espacio instalando un eliminador de estática (ionizador) capaz de eliminar la estática en un amplio rango.

Para eliminar la estática de grandes espacios, los iones neutralizadores deben ser transportados a grandes distancias. Algunos eliminadores de estática (ionizadores) pueden tener diferentes ciclos (frecuencias) a lo largo de los cuales generan iones positivos y negativos. Las frecuencias más bajas alargan el tiempo de emisión de iones de la misma polaridad, lo que hace que se repelan entre sí y se propaguen más. Por el contrario, las frecuencias más altas conmutan rápidamente los iones positivos y negativos, lo que hace que los iones de polaridades opuestas se atraigan entre sí e impide que se desplacen distancias significativas. La frecuencia debe establecerse más baja para la eliminación de estática en grandes espacios.

Electrodo
Alta frecuencia de funcionamiento
Alta frecuencia de funcionamiento
Electrodo
Baja frecuencia de funcionamiento
Baja frecuencia de funcionamiento
  1. A: Los iones sólo alcanzan una distancia corta
  2. B: Reenlace de los iones
  3. C: Los iones se difunden fácilmente debido a la repulsión entre iones de la misma polaridad

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