Le condizioni meteorologiche di un luogo possono influire sulla quotidianità delle persone in molti modi. L’umidità, per esempio, può avere effetti importanti sulla salute, sull’ambiente, ma anche sulla produzione industriale! Può infatti incidere sulla formazione di nuvole, sulla probabilità di precipitazioni… e anche sull’accumulo di cariche elettrostatiche nei processi produttivi.
Proprio così: in alcune aziende, l’umidità può influenzare la produzione, incidendo sull’elettricità statica, perché il vapore acqueo presente nell’aria fa disperdere più facilmente le cariche che tendono ad accumularsi in alcune situazioni. Quando il clima è più secco, invece, le cariche di norma sono maggiori perché non possono essere dissipate, causando problemi alla produzione.
Scopriamo come funziona questo fenomeno e perché è importante conoscere la relazione che intercorre tra cariche elettrostatiche e umidità.
Cariche elettrostatiche: cosa sono, i problemi che generano e come sfruttarle
L’accumulo di cariche elettrostatiche è un fenomeno comune in molti settori dell’automazione e può verificarsi quando si sottopongono materiali isolanti a sollecitazioni che possono causarne la polarizzazione. Ciò può avvenire tramite diverse forze esterne, come frizioni, compressioni, separazioni, induzioni e variazioni di temperatura, che perturbano l’equilibrio di cariche positive e negative che esiste normalmente negli atomi. Si formano soprattutto durante i processi di lavorazione di materiali come plastica, carta e film plastico, che sono neutri e tendono ad accumulare carica quando entrano in attrito con i componenti delle macchine o con altri materiali.
L’energia statica può generare, a sua volta, forze di attrazione e di repulsione, che fanno rispettivamente incollare tra loro materiali diversi o respingere gli oggetti che entrano in contatto con l’atmosfera elettrostatica.
Di conseguenza, le cariche possono causare spesso ritardi nella produzione e guasti al macchinario (o ai prodotti), ma in alcuni casi possono essere sfruttate per ottimizzare i processi. Utilizzando appositi generatori elettrostatici, infatti, è possibile creare delle cariche controllate che mantengono fermi i materiali durante alcune delle fasi più delicate della lavorazione.
Ricapitoliamo: I fattori scatenanti nella formazione dell’energia statica sono quindi prima di tutto dettati dalla natura del materiale (conduttore o isolante) e dalla velocità a cui viene lavorato (perché fa aumentare gli attriti). Tuttavia anche le condizioni climatiche della zona in cui si trova lo stabilimento giocano un ruolo importante.
Infatti, la presenza di un clima secco o umido può fare un’enorme differenza nella manifestazione di questo fenomeno.
Cosa lega l’energia statica all’umidità
Come anticipato, il livello di umidità presente nell’aria può influire sull’accumulo di cariche elettrostatiche. Questo perché il vapore acqueo ha una capacità di conduzione elettrica elevata e facilita la dispersione dell’energia statica presente nell’ambiente, che viene quindi dissipata. Quando l’aria è secca – cioè quando la quantità di acqua è minore -, le cariche non possono muoversi liberamente e restano sospese nell’atmosfera, accumulandosi.
La quantità di acqua presente nell’aria, nota anche come umidità relativa, può variare in base a diversi fattori, come la temperatura e la pressione atmosferica. Quindi, in alcune zone geografiche o in determinate stagioni, questo indice può essere più alto o più basso: in particolare, in ambienti in cui è superiore al 60%, la formazione di cariche è meno probabile. Al contrario, nei luoghi con un clima secco o durante i mesi invernali, l’umidità relativa tende a essere più bassa e l’accumulo è quindi più probabile.
In ambienti controllati come le camere bianche, invece, la presenza di cariche elettrostatiche è meno probabile poiché le condizioni sono stabilizzate e l’umidità è mantenuta a un livello adeguato.
I rischi legati all’accumulo di cariche elettrostatiche negli ambienti umidi
In alcune situazioni, l’accumulo di cariche elettrostatiche può essere pericoloso, perché può causare scintille o fulmini che possono essere dannosi per l’uomo o per l’ambiente. Per esempio, se si lavora con materiali infiammabili o esplosivi, l’elettricità statica può innescare esplosioni e incendi.
Altri rischi legati alle cariche elettrostatiche sono:
- rallentamenti o interruzioni della produzione,
- calo della qualità dei prodotti e quindi un aumento dei difetti e degli scarti di produzione,
- attrazione di polvere, sfridi e impurità sui materiali.
Spesso queste problematiche non vengono riconosciute o sono spesso sottovalutate, ma è importante prestare attenzione all’accumulo di cariche elettrostatiche e adottare le misure necessarie per prevenirlo.
I metodi per neutralizzarle sono vari, ma la soluzione migliore è quella di ionizzare l’aria, ripristinando l’equilibrio elettrico degli atomi polarizzati.
Come eliminare le cariche elettrostatiche in un luogo con clima secco
In un luogo caratterizzato da un clima secco, le cariche elettrostatiche possono essere particolarmente fastidiose e difficili da eliminare. Un modo semplice per ridurle è l’utilizzo di umidificatori d’aria, che possono aiutare a mantenere la presenza di acqua nell’aria a un livello adeguato, ma negli stabilimenti molto grandi questa scelta potrebbe rivelarsi una soluzione poco efficace. Anche l’utilizzo di tappetini, spray e additivi antistatici può aiutare a proteggere la produzione e gli operatori dalle conseguenze dell’accumulo di energia statica.
Tuttavia, uno dei metodi più efficaci per neutralizzarla del tutto è quello di utilizzare una o più barre elettrostatiche.
Questi dispositivi, installati sul macchinario, creano una corona di energia ad alta intensità che, a sua volta, genera un’enorme quantità di ioni positivi e negativi. Quando una superficie caricata staticamente attraversa questa nube di ioni, viene neutralizzata, eliminando il rischio che sopraggiungano ulteriori complicazioni nei processi produttivi.
Noi proponiamo le soluzioni ionizzanti dell’azienda britannica Meech, che produce una gamma di barre antistatiche adatta a ogni applicazione, ambienti ATEX compresi.
Queste apparecchiature, una volta montate, entrano in funzione mentre la macchina lavora a pieno regime e neutralizzano l’energia statica. Di conseguenza, vengono eliminati tutti i problemi che la loro presenza causa al macchinario, al materiale e alla lavorazione.
Non è solo una questione di clima…
Anche nella tua azienda si sta verificando uno dei problemi che ti abbiamo elencato in questo articolo? La consulenza di un tecnico esperto e competente è il primo passo per risolverlo. L’umidità, infatti, non è l’unico fattore che incide sulla formazione di cariche elettrostatiche. Queste potrebbero generarsi anche per altri motivi.
Contattaci per un sopralluogo. Analizzeremo il macchinario e misureremo i livelli di energia statica presenti per consigliarti la soluzione migliore.