La carga estática es inevitable al convertir materiales. Si bien una carga finamente ajustada puede ser útil en algunos procesos, es perjudicial en muchas situaciones.
¿Qué causa la electricidad estática en la conversión? ¿Y cómo puede controlar sus efectos adversos y mejorar la calidad de su producto?
Causas de la carga estática durante la conversión
Todos los materiales están formados por átomos. El núcleo del átomo está formado por neutrones y protones (cargados positivamente), cuyo número determina el tipo de material. Alrededor de este núcleo giran electrones cargados negativamente que equilibran la carga eléctrica de los protones. Si el número de protones y electrones es igual, el material es neutro y no tiene carga estática.
Pero una vez que los materiales entran en contacto entre sí, pueden intercambiar electrones. Cuando esto ocurre, el número de protones y electrones ya no es igual, y el material se carga estáticamente. Esto se manifiesta a través de un efecto de atracción, una especie de adhesión invisible. ¿Por qué sucede esto? El material que se ha vuelto estático intenta restablecer el equilibrio.
Factores que determinan el grado de carga estática
¿Cuáles son los factores que determinan el grado de intercambio y la carga resultante? Entre otras cosas, las propiedades del material. La serie Triboelecktrische indica la facilidad con la que un material gana o pierde electrones. Cuanto más separados estén los materiales de la serie, más se atraen entre sí.
La superficie de un material (dimensión, rugosidad, recubrimiento) también afecta el grado de intercambio. Por ejemplo, las superficies muy lisas intercambiarán electrones más fácilmente que las superficies rugosas.
Los factores ambientales como la humedad también influyen en la carga estática. Esto explica por qué durante las heladas, cuando el aire está seco, hay mucha más carga estática. El aire húmedo es más conductor y, por lo tanto, puede absorber el exceso de cargas.
Sobre todo, el grado de contacto es un factor importante en la generación de carga estática: cuanto mayor es la presión durante el contacto y más rápida es la velocidad de separación, mayor es el intercambio de electrones. En la industria de la conversión, el contacto con objetos cargados eléctricamente (máquinas, rodillos, bobinadoras) provoca una carga estática de los materiales que a menudo pasan a gran velocidad.
¿Qué sucede una vez que el material se carga estáticamente?
Cuando se produce un intercambio de electrones, el átomo intenta reequilibrar la carga. En un material conductor como el acero, los electrones pueden moverse libremente para neutralizar una carga. Una buena conexión a tierra disipa cualquier exceso.
Pero en materiales no conductores o aislantes como papel, plástico o madera ocurre lo contrario. Los electrones no pueden moverse libremente en estos materiales, por lo que el material retiene la carga estática hasta que se expone a un conductor o hasta que el desequilibrio de electrones se repone. En la producción de papel, esto se puede ver claramente después del proceso de bobinado, donde la carga estática todavía se mide en los rollos de papel almacenados después de años.
¿Qué significa la carga estática para el proceso de conversión y la calidad del producto?
Mientras el sustrato esté cargado estáticamente, ejerce su fuerza de atracción característica. En algunos procesos, esta atracción resulta útil. Por ejemplo, en laminación o en apilamiento.
Pero cuando se procesan más materiales (papel, cartón, plástico), la carga estática y la atracción resultante causan problemas como:
- atasco o alimentación incorrecta del sustrato
- peligro de explosión
- atracción y retención de polvo y contaminantes del medio ambiente.
En el caso de un atasco o problemas de alimentación, se hace evidente de inmediato que el sustrato está cargado estáticamente, la gente toma las medidas necesarias de inmediato. Y en un entorno donde existe riesgo de explosión, existen estrictas precauciones de seguridad.
Pero el número tres, la atracción de polvo y partículas del medio ambiente, puede no detectarse a tiempo, lo que resulta en:
- poca capacidad de impresión (impurezas)
- ambiente de trabajo insalubre
- etiquetas o cintas mal adheridas
- productos finales contaminados
Como puede ver en nuestro artículo sobre los resultados adversos del polvo en los procesos de conversión , está claro que necesita controlar la carga estática y sus consecuencias. Entonces, ¿qué medidas están disponibles?
¿Cómo se puede controlar la carga estática durante la conversión y reducir el daño resultante?
¿Qué puede hacer para controlar la carga estática durante el proceso de conversión y limitar el impacto negativo? Un paso es conectar a tierra los materiales y equipos conductores. Esto limita el intercambio de partículas durante el proceso de conversión. Además, mantiene los niveles de humedad adecuados y mantiene limpio el entorno de producción.
Pero recuerde que no es posible eliminar completamente la carga estática. Los procesos de corte, rebobinado, etc. generan constantemente polvo y fibras que provienen del propio material. Hasta el final del proceso de conversión, el sustrato continúa intercambiando electrones y atrayendo polvo, en realidad mientras esté en movimiento.
Para entregar un producto limpio, es necesario eliminar este polvo. Eso se debe hacer antes de que se enrolle o se acumule entre las hojas. Para lograr una eliminación completa del polvo, Weducon desarrolló el sistema de limpieza de bandas HE, un sistema bien pensado que consiste en ionización, succión y filtración. (Lea aquí una explicación detallada del principio de limpieza de Weducon).
La ionización (una nube de iones negativos y positivos) equilibra los átomos cargados negativa o positivamente. Esto levanta la carga estática del sustrato. Eso es necesario porque el efecto de atracción del sustrato en movimiento crea una capa límite impermeable que transporta polvo y contaminantes. La ionización permite que la capa de aire se abra paso, después de lo cual comienza el proceso de limpieza. Después de pasar por el limpiador de bandas, el sustrato está limpio. El polvo eliminado no ingresa al entorno de producción, sino que se recoge en un filtro autolimpiante.
Está claro que cada proceso de conversión da como resultado una carga estática de sustratos. Pero hay medidas que evitan consecuencias perjudiciales. Contáctenos para conversar sobre su proceso de producción; con mucho placer lo ayudaremos a encontrar la solución adecuada para un proceso de producción limpio y sin obstáculos.
