Vlhkost vzduchu snižuje
elektrostatické náboje



Statické náboje a nekontrolované elektrostatické výboje mohou přijít na miliony – třeba kvůli poškozeným výrobkům, zpoždění výroby nebo požáru, který způsobila jiskra.

Riziko vzniku statických nábojů je možné snižovat regulací vzdušné vlhkosti, takže k bezpečnosti a zlepšení výrobních podmínek kromě dalších opatření na ochranu proti elektrostatickému výboji přispívají i systémy zvlhčování vzduchu.


Jak dojde ke statickému náboji?

Každá věc se skládá z bezpočtu atomů. A každý atom má v jádře neutrony a kladně nabité protony, kolem kterých v soustředných drahách obíhají záporně nabité elektrony. Tento elektronový obal atomu je vlastně taková oběžná dráha planet, které obíhají kolem Slunce. Počet protonů a elektronů bývá zpravidla stejný, díky němuž existuje elektricky neutrální a stabilní stav. Když však dojde ke tření nebo rychlému oddělení dvou různých materiálů, takzvané valenční elektrony v nejsvrchnější vrstvě elektronového obalu jednoho materiálu přeskočí na atomy jiného materiálu. Samotný materiál sice zůstane beze změny, ale přijde o svoji elektrickou neutralitu. Vznikne v něm statický náboj. Materiál, který elektrony předává, je kladně nabitý, zatímco materiál, který elektrony zachycuje, se stává záporně nabitým. Které látky budou kladně nabité a které záporně nabité, závisí na struktuře atomů, tedy na chemickém složení materiálů.



1. Atomy A a B jsou ve stabilním, elektricky neutrálním stavu.



2. Při kontaktu nebo tření přeskakují valenční elektrony z atomu B na atom A.



3. Oba atomy přišly o svou elektrickou neutralitu a teď hrozí rychlé vyrovnání stavu s valenčními elektrony jiných látek.



Vznik statického náboje ve výrobě a následky

Ke vzniku elektrického náboje vždy dochází někde při výrobě a ve výrobních prostorách. Vzniká v důsledku tření mezi materiály. Může jít o procesy, jako je tření, sypání, drcení, trhání nebo mletí, pohyb dopravníkových pásů, odvíjení lepicích pásek, posunování plastových kontejnerů a mnoho dalších.

Statická elektřina způsobuje hlavně ucpávání, přilnutí, přitahování cizích těles, což vede ke kontaminaci výrobků a poruchám zařízení a strojů. Následky: horší kvalita výrobků, k tomu například prostoje ve výrobě až její výpadky. K nekontrolovaným statickým výbojům dochází, když se staticky nabitý materiál nebo pracovník dostane do kontaktu s elektrickým vodičem, což často bývá nářadí nebo zařízení. Pokud dochází k velkému tření, například při odvíjení fólie nebo sypání sypkého materiálu, může dojít k tak velkému náboji, že náhlý elektrický výboj takové intenzity může způsobit fyzickou újmu nebo poškodit konstrukční díly.

U vysoce hořlavých materiálů může elektrostatický výboj za extrémních podmínek působit jako zápalná jiskra, což může v nejčernějších scénářích vést k požáru nebo dokonce k výbuchu. Následky u součástek a zařízení v důsledku elektrostatického výboje dochází hlavně v elektronickém průmyslu. Elektrostatické výboje ale také významně znesnadňují výrobu při zpracování papíru, plastů, textilií a obalů.





Zmenšení elektrostatického náboje a výboje zvlhčením vzduchu
Čím je sušší vzduch, tím má vyšší izolační hodnoty a tím více se materiály a předměty při tření nabíjejí. Například při otevření plastového sáčku v extrémně suchém vzduchu s relativní vlhkostí 10 až 20 % může vzniknout elektrické napětí až 20 000 voltů. Oproti tomu je dobrým vodičem elektřiny voda. V prostředí s vysokou vlhkostí vzduchu proto objekty nedokážou tak dobře udržet svůj statický náboj. Svůj přebytečný náboj totiž průběžně uvolňují do molekul vody ve vzduchu, kde se rovnoměrněji rozloží. Relativní vlhkost vzduchu 45 až 50 % výrazně minimalizuje nebezpečí nekontrolovaných elektrostatických výbojů. K výboji sice dochází stále jako předtím, ale v mnohem neškodnější podobě – výboj se totiž rozdělí mezi nespočet molekul vody nebo kapiček. Pokud relativní vlhkost překročí 55 procent, k elektrostatickým nábojům přestane docházet.






Abyste tak omezili elektrostatické náboje a nekontrolované nečekané výboje, udržujte vlhkost na konstantní úrovni a v případě potřeby ji upravujte pomocí zvlhčovačů vzduchu. Navíc ve většině výrobních prostředí má vlhkost bez regulace tendenci spíše klesat, například v důsledku místních zdrojů intenzivního tepla. Příjemným vedlejším účinkem je to, že stálé klima v místnosti s relativní vlhkostí vzduchu mezi 40 a 60 % má také příznivý vliv na zdraví a pohodu pracovníků. Zabráníte tak typickým následkům suchého vzduchu, jako jsou vysušené sliznice, onemocnění dýchacích cest, pálení očí nebo krvácení z nosu.


Koncepce ochrany proti ESD ve výrobě
Ochrana proti elektrostatickému výboji se obvykle dělí na pasivní a aktivní. Mezi pasivní opatření například patří antistatické náramky, které fungují jako takový malý hromosvod, nebo uzemnění pracovníků a nářadí. Mezi aktivní opatření proti statické elektřině patří kontrola relativní vlhkosti vzduchu. Zlepšíte tak kvalitu výrobků a výrazně snížíte riziko prostojů a výpadků ve výrobě.