Tutto sull'elettricità statica

Che cos’è l’elettricità statica Statica significa non in movimento. L’elettricità statica è una carica elettrica che non si muove. Tutti i materiali sono costituiti da atomi. Un atomo è la più piccola particella di un materiale che contiene ancora le proprietà del materiale stesso. Ogni atomo è costituito da un nucleo con carica positiva attorno al quale si muovono uno o più elettroni negativi. In stato di riposo, la carica positiva del nucleo è uguale alla somma della carica negativa degli elettroni che si muovono intorno allo stesso nucleo. La carica è quindi neutra (vedi figura 1). Se il nucleo perde o guadagna elettroni, si crea uno squilibrio.Un atomo che ha perso uno o più elettroni ha una carica positiva, mentre un atomo che ha guadagnato uno o più elettroni ha una carica negativa ed è chiamato ione (vedi figura 2). Esistono solo due tipi di carica: positiva e negativa. Gli atomi con lo stesso tipo di carica si respingono, mentre quelli con carica opposta si attraggono.

L‘elettricità statica è il risultato di uno squilibrio tra cariche negative e positive in un oggetto. Queste cariche possono accumularsi sulla superficie di un oggetto finché non trovano un modo per essere rilasciate o scaricate.

Come si genera l’elettricità statica

L’elettricità statica è un fenomeno di superficie e si genera quando due o più superfici entrano in contatto tra loro e vengono nuovamente separate. Ciò provoca una sorta di scissione, ovvero un trasferimento di elettroni negativi da un atomo all’altro. Il livello di carica (l’intensità del campo) dipende da una serie di fattori: il materiale e le sue proprietà fisiche ed elettriche, la temperatura, l’umidità, la pressione e la velocità di separazione. Maggiore è la pressione o la velocità di separazione, maggiore è la carica (vedi figura 3). Il livello della carica, l’intensità del campo, può essere misurato con un misuratore di campo, l’FMX-004.

Il livello di carica statica è più elevato durante i mesi invernali a causa della bassa umidità dell’aria. Quando l’umidità relativa è elevata, alcuni materiali possono assorbire l’umidità, per cui la superficie può diventare semiconduttiva e rilasciare parte della carica. La carica statica rimane bassa o addirittura scompare del tutto grazie alla superficie (semi)conduttiva. Nella serie tribo-elettrica sono indicati diversi materiali (vedi figura 4). In seguito all’attrito, questi materiali assumono una carica positiva o negativa a seconda della posizione nella scala triboelettrica. L’entità e la polarità dell’elettricità statica o della carica statica dipendono dalla posizione nella serie. Per saperne di più sugli effetti dell’elettricità statica e sulla domanda: che cos’è l’elettricità statica, potete ascoltare questo breve podcast con il nostro responsabile tecnico delle vendite Bennie Bel. Potete ascoltare qui o trovare il podcast sui più comuni fornitori di podcast come Spotify

Conductive and non-conductive materials (insulators)

Materials can be divided into two basic groups: conductors and insulators. In a conductor, the electrons can move around freely. In principle, a conductor that is arranged in an insulated way(not connected to ground/earth) can take on a static charge. This charge can easily be eliminated by connecting the conductor to earth (see figure 5). Non-conductive material can retain static charge for a long time, even having opposite polarities in different places on the same surface and right next to each other. The electrons cannot move around freely (hence static). This explains why materials are attracted (static cling) in some zones and repelled in others. This force of repelling and/or attracting can also be used for the benefit in different processes. An example is a label that is glued with the help of static electricity to a mould. Connecting these insulators to earth(grounding) does not work because the material has non-conductive properties (see figure 6). Only active ionisation with the aid of static eliminators offers a solution to this.

In production processes, static electricity can often be a severe process disruption(examples), as it means that materials get stuck to machine parts or to each other. Operators do not like getting electric or static shock. The dust in the surrounding area is attracted by the electric charge. In explosion hazardous zones, static charge can cause a spark, which in turn can cause a fire or even an explosion.

Come si controlla l’elettricità statica

La neutralizzazione o l’eliminazione della carica elettrica statica sui nonconduttori viene effettuata mediante la ionizzazione attiva. Simco è un produttore di apparecchiature di ionizzazione noto in tutto il mondo. Il generatore ad alta tensione crea un’alta tensione sui punti di questa apparecchiatura, le molecole d’aria vengono scisse in ioni positivi e negativi. La carica statica sul prodotto attrae ioni di polarità opposta, neutralizzando così il materiale. Simco offre un’ampia gamma di apparecchiature tra cui scegliere, a seconda del tipo più adatto a determinati processi produttivi o applicazioni. La scelta del tipo di apparecchiatura giusta dipende da molti fattori, ma soprattutto dalla distanza dal materiale che deve essere neutralizzato. Tuttavia, anche l’elettricità statica può essere utile. Utilizzando l’alta tensione, i materiali possono ricevere una carica statica che li fa aderire temporaneamente l’uno all’altro(static cling), semplificando così i processi produttivi. In poche parole, Simco produce apparecchiature per misurare, eliminare e controllare l’elettricità statica. Grazie a un concetto unico, la piattaforma IQ Easy, è possibile collegare in rete fino a trenta dispositivi di ionizzazione e di carica, consentendo il pieno controllo di tutti i parametri, completamente predisposti per le applicazioni e le integrazioni dell’industria 4.0. Tutti i dispositivi comunicano tra loro per ottimizzare i processi produttivi. Tutti i dispositivi comunicano tra loro per ottimizzare l’efficienza e fornire un controllo ottimale. Simco-Ion ha creato una breve serie di video su questo argomento che potete trovare su Youtube; il link al primo video è disponibile qui.

• Trasformazione: l’accumulo di cariche statiche provoca l’attrazione di polvere e sporco sul nastro. Il materiale viene scartato. Problemi di avvolgimento.
• Imballaggio: l’accumulo di carica statica attira i contaminanti e le etichette trasparenti non si attaccano. La produzione diminuisce.
• Materie plastiche: i pezzi stampati a iniezione attirano i contaminanti e scuotono il personale durante la lavorazione a causa delle cariche statiche. L’efficienza diminuisce.
• Tessili: le cariche elettrostatiche causano l’attorcigliamento e la rottura dei fili nelle presse e negli orditi. Tempi di fermo macchina.
• Tessuto non tessuto: i sistemi di raccolta dei rifili si intasano a causa del crescente accumulo di elettricità statica sui materiali nei trasportatori pneumatici. Aumento della manutenzione.
• Stampa: l’alimentazione e la consegna delle macchine a foglio sono problematiche a causa dell’elettricità statica. Consegna intempestiva, stampa a tampone, stampa a tampone.
• Arti grafiche: l’accumulo di cariche statiche durante la lavorazione delle pellicole comporta costosi ritocchi o rifacimenti. Clienti insoddisfatti.
• Produzione di dispositivi medici: le cariche statiche attirano i contaminanti sulle piccole parti in plastica prima dell’imballaggio. Diminuzione della qualità.
• Elettronica: le scariche elettrostatiche distruttive (ESD) causano danni latenti all’assemblaggio delle schede. Guasto sul campo.

• Trasformazione: il materiale neutralizzato rimane privo di polvere e sporco durante il riavvolgimento. Diminuzione degli scarti.
• Imballaggio: l’eliminazione delle cariche statiche sulle etichette e/o sulle bottiglie consente di applicare con successo le etichette dei prodotti. Aumento della produzione.
• Plastica: dopo la neutralizzazione, i pezzi stampati a iniezione non si attaccano tra loro durante il trasporto. L’efficienza della linea aumenta.
• Tessili: i fili scorrono senza problemi attraverso le nasse e gli orditoi funzionano a velocità ottimali senza bisogno di manutenzione. Non ci sono inutili tempi di inattività.
• Non-tessuti: il sistema di raccolta dei rifili funziona senza interruzioni grazie all’eliminazione statica delle cariche prima dell’ingresso nel ciclone. Aumento della produzione.
• Stampa: i fogli consegnati sono puliti e impilati con precisione, pronti per la legatoria senza regolazioni. Consegna puntuale.
• Arti grafiche: le pellicole lavorate rimangono prive di polvere, eliminando la necessità di rifacimenti. Clienti soddisfatti.
• Produzione di dispositivi medici: imballaggio privo di contaminanti di piccole parti in plastica grazie all’eliminazione delle auto statiche sulle parti e sui materiali di imballaggio. Maggiore qualità.
• Elettronica e semiconduttori: la protezione dalle scariche elettrostatiche durante l’assemblaggio garantisce il raggiungimento degli standard di garanzia della qualità. Riduzione dei guasti ai prodotti.

Volete saperne di più sull’elettricità statica e sulle soluzioni che possiamo offrirvi? Parlate con noi, inviateci un’e-mail, compilate il modulo di contatto o chiamateci al numero 31 (0) 573 288333.