Carga electrostática
La carga electrostática es la acumulación de carga eléctrica en la superficie de un cuerpo sin que fluya una corriente continua. Una causa típica es el contacto y la posterior separación de dos materiales (electrificación por contacto o fricción). Durante este proceso, los electrones se transfieren de un material a otro: el donante de electrones se carga positivamente y el aceptor de electrones se carga negativamente.
La cantidad de carga de un cuerpo se puede describir con la carga eléctrica Q:
Q = n · e
- Q: Carga [Coulomb]
- n: número de electrones sobrantes o faltantes
- e: carga elemental (1,602 · 10⁻¹⁹ C)
El campo eléctrico E asociado depende de la carga y de la distancia. Para una carga puntual en el vacío, se aplica aproximadamente:
E = (1 / (4 · π · ε_0)) · (Q / r^2)
- E: intensidad del campo eléctrico [V/m]
- ε₀: constante del campo eléctrico
r: Distancia desde la carga Distancia desde la carga
En el manejo industrial de productos a granel, la carga electrostática es un tema central. Durante el transporte, la dosificación, la mezcla y, especialmente, durante el llenado y el envasado de polvos y granulados, se producen intensos procesos de contacto y separación entre las partículas del producto y las piezas de la instalación (tuberías, dispositivos de transporte, mezcladoras, bocas de llenado, mangueras de lámina). Cuanto peor sea la conductividad de los materiales implicados y más seco sea el ambiente, mayor será la carga que puede acumular el flujo de material a granel.
El peligro no proviene tanto de la carga en sí misma como de la descarga repentina (descarga electrostática, ESD). Si se supera una intensidad de campo suficientemente alta, pueden producirse descargas eléctricas. Estas chispas pueden
- Las mezclas inflamables de polvo y aire o los vapores de disolventes pueden inflamarse y provocar un riesgo de explosión.
- dañar los sensores sensibles o los componentes electrónicos y
- Además, pueden producirse adherencias, puentes o bloqueos en las vías de transporte, tamices y bocas de llenado.
Al embalar productos a granel se producen varios efectos simultáneamente: el producto roza el film de embalaje, el film roza los hombros del molde, las correas de tracción y las poleas de desviación, y al mismo tiempo el paquete se mueve a menudo a altas velocidades. Esto favorece unos niveles de carga elevados. Los fenómenos típicos son:
- Adhesión de partículas de polvo a láminas y ventanas transparentes.
- Partículas ligeras que «vuelan» al abrirlo.
- Dificultades para dosificar con precisión, ya que el producto se adhiere a las paredes, las soldaduras o los sensores.
- Además, puede producirse una atracción o repulsión indeseada de bolsas o bandejas.
Existen varios parámetros disponibles para influir técnicamente en la carga electrostática.
- Elección de materiales: - Uso de materiales conductores o disipadores para las piezas en contacto con el producto.
- tierras adecuadas
- Compensación de potencial.
- Acondicionamiento climático: un aumento de la humedad del aire en la sala de procesamiento suele reducir la carga máxima posible.
- Gestión de procesos: limitación de alturas de caída, velocidades y energías de impacto, así como diseño de desviaciones, entradas y salidas.
- Descarga activa: las barras de ionización, los ionizadores de ventilador o los sistemas de descarga se utilizan en el área de las máquinas de llenado y envasado, especialmente en la zona de alimentación del film.