Le cariche elettrostatiche si formano con facilità all’interno di alcuni processi produttivi. Durante la lavorazione, infatti, la frizione tra i rulli o altre parti della macchina e il materiale crea una carica che potrebbe causare problemi, o almeno, li causa nel momento in cui la sollecitazione raggiunge determinati livelli critici.
Le cariche sono un problema insidioso perché invisibile, ma con effetti potenzialmente molto gravi per l’azienda. Spesso sono difficili da individuare e i tecnici si accorgono della loro presenza a cose fatte, quando si verificano incidenti anche gravi – l’esplosione delle polveri, solo per fare un esempio – e problemi con la produzione.
Ma le cariche elettrostatiche sono sempre un problema?
E se lo sono, in quali condizioni si formano?
Ecco 5 cose che forse non sai ancora sull’accumulo di energia statica nell’industria e nell’automazione.
1. L’accumulo di cariche elettrostatiche è tipico di alcuni settori. Forse anche del tuo!
L’accumulo di cariche elettrostatiche si verifica quando vengono lavorati ad alte velocità materiali neutri – materiali naturalmente privi di carica – che entrano in attrito con parti della macchina e acquistano carica elettrica.
Dunque è un fenomeno tipico di diversi settori dell’automazione industriale:
- converting
- packaging
- lavorazione dei tessuti
- lavorazione di materie plastiche
- stampa
- settore farmaceutico
- settore alimentare
Nella tua azienda sono presenti macchine automatiche che lavorano la plastica, la carta, il tessuto o il film plastico? Cioè materiali neutri che si polarizzano entrando in attrito con i componenti della macchina automatica o con altri materiali utilizzati nella lavorazione?
La probabilità che tu abbia un problema di cariche elettrostatiche è piuttosto alta (a questo proposito potrebbe interessarti leggere come eliminare le cariche elettrostatiche).
2. Alcune lavorazioni sono innocue solo in apparenza. Farina, cereali, zucchero: le cariche elettrostatiche innescano anche gli incendi
Nelle aziende che producono e lavorano prodotti in polvere, come farine, cereali e zucchero c’è un rischio: l’accumulo di cariche elettrostatiche può innescare incendi ed esplosioni, al pari degli ambienti in cui si utilizzano i prodotti chimici.
Infatti, gli ambienti in cui vengono lavorati questi prodotti – che normalmente giudichiamo innocui – sono a tutti gli effetti ambienti pericolosi, tanto da essere disciplinati dal punto di vista normativo e sottoposti a precisi standard di sicurezza definiti dalla direttiva ATEX 99/92/CE.
Ma le polveri, in concreto, come possono provocare un incendio?
Durante la lavorazione con macchine automatiche, una grande quantità di particelle di piccole dimensioni rimane sospesa nell’aria, mentre le particelle più grandi si depositano sul prodotto o sulla macchina. Sono queste ultime che, a contatto con le cariche elettrostatiche, possono innescare scintille e incendi, mettendo in pericolo non solo la produzione, ma anche i dipendenti.
3. Gli addetti in produzione prendono la scossa? Non è normale. Non dovrebbe essere così!
Non dovrebbe essere così, anche se molti dicono di esserci abituati. Se gli addetti in produzione prendono regolarmente la scossa – intendiamo ovviamente delle piccole scariche – è quasi certo che il problema è l’accumulo di cariche elettrostatiche!
Funziona così: le cariche restano sul materiale lavorato o intorno alla macchina e non vengono scaricate a terra. Dunque, quando gli operatori si avvicinano all’area elettrificata per ritirare il prodotto o per modificare dei parametri della macchina, prendono la scossa.
Di per sé è una scossa innocua, ma fastidiosa e potenzialmente pericolosa per i suoi effetti secondari: chi la subisce potrebbe avere una reazione involontaria e urtare un altro operatore e ferirlo, potrebbe cadere, battere la testa con conseguenze molto serie.
Certo, la prima misura per prevenire queste situazioni è quella di rispettare le norme in materia di sicurezza sul lavoro e indossare scarpe antistatiche con la suola in cuoio, guanti isolanti e indumenti appropriati. Ma le scariche agli operatori sono un campanello di allarme. Significa che qualcosa non va nella lavorazione.
Banalmente che la macchina non sta lavorando entro i parametri previsti in fase progettuale e che, a un certo punto, potrebbe danneggiare il materiale lavorato (un’altra costosa conseguenza dell’accumulo di cariche).
4. L’accumulo di energia statica può danneggiare la qualità del prodotto e costringere gli addetti a rallentare (se non a bloccare) la macchina
Quando si accumulano le cariche elettrostatiche, i materiali in lavorazione e gli sfridi si muovono, si attaccano fra di loro o su parti della macchina provocando rallentamenti – a volte costringendo gli addetti a bloccare la macchina – perché il prodotto inceppa il macchinario.
Oppure il prodotto finito risulta di qualità bassa e deve essere scartato. Questo perché, durante la lavorazione, ad esempio, sulle bobine può accumularsi una carica statica molto elevata che attira la polvere e impedisce la sigillatura completa di una confezione. O ancora i film plastici nella fase di impilatura non si allineano nelle macchine da stampa oppure non combaciano perfettamente.
Risultato: i prodotti non rispettano gli standard qualitativi necessari per essere venduti, aumentando gli scarti e quindi gli sprechi. Una costosissima emorragia economica, che si può arginare a monte: eliminando le cariche elettrostatiche.
5. Cambio di materiale? La lavorazione di un nuovo materiale potrebbe causare un accumulo di cariche elettrostatiche
Tutto è impostato perfettamente. La macchina lavora bene. Niente scariche agli operatori, pochi scarti, prodotti impeccabili. Poi cambia qualcosa. Si decide di lavorare un nuovo materiale – magari una plastica ecologica, innovativa e di qualità – e iniziano i problemi: si accumulano cariche dove prima non c’erano.
Attenzione. Non stiamo dicendo che sia sempre così e che non si debbano usare materiali sostenibili, anzi! Ma è importante essere consapevoli di questo: ogni materiale ha la sua composizione e le sue caratteristiche, è possibile che un nuovo materiale reagisca diversamente alla lavorazione e che si accumulino cariche elettrostatiche.
Infatti, la massiccia richiesta di materiale plastico, accompagnata da una maggior consapevolezza verso l’ambiente da parte dei consumatori, ha incentivato lo sviluppo di plastiche biocompatibili e compostabili per ridurre l’impatto ambientale e utilizzare una materia prima più ecologica, in alternativa alla plastica tradizionale. Tuttavia anche le bioplastiche sono materiali isolanti e in quanto tali, quando vengono lavorate ad alte velocità, tendono a caricarsi elettricamente e ad accumulare energia elettrostatica.
5+1. Non solo problemi: le cariche possono essere sfruttate per lavorare alcuni materiali
Le cariche elettrostatiche non sono solo causa di problemI. In alcune situazioni sono dei veri e propri alleati.
Le cariche possono essere sfruttate, ad esempio, per lavorare alcuni materiali altrimenti impossibili da modificare. Grazie all’energia statica si possono far aderire fra loro temporaneamente due materiali neutri, senza usare colle o prodotti che lasciano residui e che possono abbassare la qualità del prodotto. Oppure la statica può essere indirizzata e usata per ottimizzare il processo produttivo.
Come evitare la formazione delle cariche elettrostatiche? Con le barre ionizzanti
Anche se l’accumulo di cariche è comune, i problemi e le esigenze produttive richiedono soluzioni specifiche per le cariche elettrostatiche che dipendono dal settore, dai materiali, dalla lavorazione e dalla macchina automatica impiegata nel processo. Per questo è consigliabile la consulenza di un esperto per capire come risolvere il problema una volta per tutte.
Lavoriamo in questo settore da oltre 20 anni e possiamo affermare con certezza che, quando un’azienda rileva un problema, nel 90% casi non dipende da un difetto o un guasto della macchina, ma dall’accumulo di energia statica sul macchinario e sul materiale.
Per risolvere il problema e prevenire la formazione delle cariche elettrostatiche è necessario applicare delle barre elettrostatiche o ionizzanti che neutralizzano le cariche e riportano il materiale lavorato in condizione neutra, cioè senza polarizzazione negativa o positiva.
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