Sujetadores de plástico y el peligro de la electricidad estática

Cuando los sujetadores de plástico se frotan entre sí o con la bolsa de plástico en la que pueden estar almacenados, se desarrollará una carga estática. Este hecho probablemente no le sorprenderá, ya que casi todo el mundo está familiarizado con la realidad cotidiana de la electricidad estática.

La mayoría de nosotros reconocerá la descarga electrostática (ESD) como una "descarga" que recibimos al caminar sobre un piso alfombrado y tocar un pomo de puerta de metal. Todos hemos experimentado la adherencia estática en una prenda de ropa sacada de la secadora. La descarga atmosférica de electricidad estática es la explicación científica detrás de los rayos.

Entonces, ¿por qué la electricidad estática es tan peligrosa para las piezas de plástico? Cuando los componentes de plástico se cargan, la carga atraerá trozos de suciedad, como polvo, trozos de plástico, cabello, aceites de corte y otros desechos. Las partículas en las piezas de plástico causan problemas en situaciones como aplicaciones médicas, electrónica y fabricación de semiconductores, por nombrar algunas. Debido a la carga estática, ninguna cantidad de lavado, soplado o esfuerzo ordinario de las piezas desalojará las partículas. La única forma de limpiar los sujetadores de plástico es encontrar una forma de liberar la carga y las partículas. Para realizar esta tarea, se han desarrollado dispositivos de descarga electrostática (ESD). Para comprender cómo funcionan estas herramientas, primero debemos examinar la electricidad estática con más detalle.

Comencemos con la estructura de un átomo. En el medio de cada átomo hay un núcleo. Está formado por dos tipos de partículas, protones y neutrones. Orbitando alrededor del núcleo hay electrones. Si bien el núcleo es muy grande en comparación con los electrones en órbita, la mayor parte del átomo es un espacio vacío. * Los protones, neutrones y electrones tienen todos una carga eléctrica. Los protones tienen carga positiva (+), los electrones tienen carga negativa (-) y los neutrones no tienen carga, lo que los hace neutrales. La carga de un protón es igual a la carga de un electrón. Si un átomo contiene la misma cantidad de protones y electrones, el átomo tiene una carga eléctrica neutra. Los protones y neutrones que forman el núcleo están unidos estrechamente, pero los electrones en órbita no lo están. Pueden moverse de un átomo a otro. Entonces, si un átomo pierde electrones, se carga positivamente y si gana electrones, tendrá una carga negativa.

Algunos materiales como el plástico, la tela y el vidrio no ceden sus electrones fácilmente. Estos se llaman aislantes. Los materiales como los metales pierden sus electrones con mayor facilidad y se denominan conductores. Dado que los plásticos son aislantes, son malos conductores de la electricidad. Las cargas eléctricas tienden a acumularse en la superficie de los aisladores, lo que genera electricidad estática. La electricidad estática es el desequilibrio de iones positivos y negativos en la superficie de un objeto. La electricidad estática se llama así porque está en reposo, sin moverse. Más exactamente, debería llamarse carga estática, lo que significa un excedente o una deficiencia de electrones que no se mueven.

Entonces, ¿cómo entra un dispositivo ionizador de descarga electrostática (ESD)? Los ionizadores ESD neutralizan una carga estática al equilibrar los iones entre las moléculas de los gases en el aire circundante. Para eliminar la carga estática adherida a la superficie de los sujetadores de plástico, es necesario proporcionar más iones positivos y negativos y distribuir estos iones a través del objeto aislante. A continuación, se neutraliza la carga estática y las piezas de plástico ya no atraen suciedad ni polvo.

Los dispositivos ESD industriales más comunes son los ionizadores de corona que funcionan aplicando alto voltaje a la punta de una punta afilada o boquilla. A menudo, estos dispositivos tienen un ventilador para esparcir las partículas ionizadas por el aire. Los ionizadores ESD también se utilizan en muchos entornos de trabajo de alta tecnología para controlar las descargas electrostáticas. Estos dispositivos se utilizan para controlar la estática en conductores que no pueden conectarse a tierra o, como se mencionó anteriormente, en aisladores como sujetadores de plástico.

* Si bien los físicos nucleares reconocen otras partículas subatómicas, no es necesario que las consideremos en esta discusión.

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