Naturaleza y nivel de la electricidad estática
Como ya se ha explicado, la electricidad estática puede ser eléctricamente positiva o negativa.
Esta sección explica la naturaleza de las cargas positivas y negativas.
- Fuerza de Coulomb (generada por la electricidad estática)
- Series triboeléctricas
- Cantidad estimada de carga eléctrica
Fuerza de Coulomb (generada por la electricidad estática)
La fuerza eléctrica actúa entre cargas electrostáticas positivas y negativas. Dado que esta fuerza es muy similar a la fuerza magnética, vamos a utilizar un imán como ayuda para la explicación.
Los imanes tienen polos magnéticos norte y polos magnéticos sur. Cuando los polos norte y sur se acercan, los imanes se atraen entre sí. Cuando dos polos iguales se acercan, se repelen. En resumen, una fuerza de atracción actúa entre los polos norte y sur, mientras que una fuerza de repulsión actúa entre dos polos norte o dos polos sur. Esto se denomina fuerza magnética.
Lo mismo ocurre con la electricidad estática. Un objeto cargado positivamente y otro cargado negativamente se atraen mientras que dos objetos cargados positiva o negativamente se repelen.
Esto significa que una determinada fuerza actúa sobre los objetos cargados: un objeto cargado positivamente y un objeto cargado negativamente se atraen entre sí, mientras que una fuerza de repulsión actúa sobre dos objetos que están ambos cargados positiva o negativamente. Esta fuerza se denomina fuerza de Coulomb.
Series triboeléctricas
Como se ha comentado anteriormente, la electricidad estática puede ser positiva o negativa, pero ¿qué objetos adquieren una carga positiva y qué objetos una negativa?
La serie triboeléctrica expresa esta propiedad de forma fácil de entender.
La serie triboeléctrica muestra qué materiales son propensos a adquirir carga positiva o negativa. Por ejemplo, el nylon es propenso a cargarse positivamente mientras que el poliéster lo hace negativamente. Si el poliéster y el nylon entran en contacto, el nailon se cargará positivamente y el poliéster negativamente.
Cuanto mayor sea la distancia entre dos materiales en la serie triboeléctrica, mayor será la electricidad estática que se genere.
La serie triboeléctrica muestra la polaridad de la carga que tomará fácilmente un material, así como la magnitud de la electricidad estática que se generará. La serie triboeléctrica puede aportar soluciones a los problemas causados por la electricidad estática.
- Series triboeléctricas
Cantidad estimada de carga eléctrica
Los cuerpos humanos también toman carga electrostática. El toque eléctrico que siente cuando se sube a un coche es causado por la descarga electrostática de su cuerpo. Se dice que la cantidad de electricidad estática que acompaña al leve dolor que siente en la vida cotidiana es de unos 3 kV. La gente apenas puede sentir la electricidad estática que es más débil que 1 kV.
Sin embargo, en los sitios de fabricación y otros lugares donde la acumulación electrostática se controla estrictamente por motivos sanitarios y de calidad, incluso las descargas de electricidad estática menores que apenas se sienten pueden causar problemas. La electricidad estática y las descargas pueden causar una gran variedad de problemas, que van desde la adherencia del polvo y fallas en los equipos hasta incendios y explosiones. Esto significa que, incluso con una electricidad estática tan leve que las personas no pueden sentirla, es necesario medirla y controlarla en algunas situaciones.
| Potencial de descarga eléctrica en el cuerpo humano [kV] | Magnitud del choque |
|---|---|
| 1.0 | No se siente nada. |
| 2.0 | Se siente algo alrededor de los dedos, pero sin dolor. |
| 3.0 | Se siente una descarga como el pinchazo de una aguja. |
| 5.0 | Se siente dolor en la palma de la mano y a lo largo del antebrazo. |
| 6.0 | Se siente un fuerte dolor en los dedos y la parte superior del brazo se siente pesada. |
| 7.0 | Se siente un fuerte dolor y entumecimiento en los dedos y la palma de la mano. |
| 8.0 | Se siente adormecimiento en la palma de la mano y a lo largo del antebrazo. |
| 9.0 | Se siente un fuerte dolor en la muñeca y entumecimiento en la mano. |
| 10.0 | Se siente dolor y flujo de electricidad en toda la mano. |
| 11.0 | Se siente un fuerte entumecimiento en los dedos y una fuerte descarga en toda la mano. |
| 12.0 | Se siente un fuerte golpe en toda la mano. |
“Principios rectores para la seguridad electrostática” del Instituto Nacional de Seguridad y Salud en el Trabajo de Japón.
- Explicación terminológica
- Magnitud del choque: Choque que se siente cuando un cuerpo humano recibe corriente a través de una descarga
- Potencial eléctrico del choque eléctrico: Diferencia de potencial entre el cuerpo humano y el objeto cargado; cantidad de carga estática acumulada en el cuerpo humano
