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INDICE
1.Portada……………………………………………………………………………………………i
2. Resumen…………………………………………………………………………………………ii
3. Indice……………………………………………………………………………………………iii
4. Antecedentes……………………………………………………………………………………...1
4.1 Justificación……………………………………………………………………………………...2
4.2 Objetivos…………………………………………………………………………………………3
4.3 Preguntas de investigación……………………………………………………………………..4
CAPITULO I Marco Teórico……………………………………………………………………..5
CAPITULO II Marco Metodologico…………………………………………………………….8
CAPITULO III Análisis de Resultados………………………………………………………...34
CAPITULO IV Aspecto Administrativos………………………………………………………37
5. Conclusiones……………………………………………………………………………………38
6. Recomendaciones………………………………………………………………………………39
7.Bibliografia……………………………………………………………………………………..40
8.Anexos
ANEXO 1.Aprobación de plan de la monograía…………………………………………….41
ANEXO 2. Desarrollo de la monografía…………………………………………………….42
2
ANTECEDENTES
La historia de la electricidad se refiere al estudio y uso humano de la electricidad, al
descubrimiento de sus leyes como fenómeno físico y a la invención de artefactos para su uso
práctico. si se la considerase como parte de la historia natural, tendría tanta como el tiempo,
el espacio, la materia y la energía. Como también se denomina electricidad a la rama de
la ciencia que estudia el fenómeno y a la rama de la tecnología que lo aplica, la historia de la
electricidad es la rama de la historia de la ciencia y de la historia de la tecnología que se ocupa
de su surgimiento y evolución.
Este estudio empesco cuando el Filosofo Tales de Mileto onservo frotando un varilla de ambar
con una lana o piel de cualquier animal
Antes de mi investigación existieron otras personas que investigaron sobre este tema y
experimentaron con la misma hasta el momento se han hecho algunas afirmaciones teóricas
que con el tiempo se han llevado a experimentación y han llegado a la conclusión de que son
falsas como por ejemplo en 1984 los científicos John Lowell y William Truscott del Instituto de
Ciencia y Tecnología de la Universidad de Manchester afirmaron que dos cuerpos del mismo
material son capaces de generar electricidad estática ya que según su explicación nos dice que
el objetos de mayor tamaño le da electrones al menor por lo tanto crearían energía pero después
de un tiempo un grupo de físicos de la Universidadde Chicago,en Estados Unidos, desmintieron
su teoría porque se sabe que para que halla energía estática deben haber dos cuerpos de
diferentes materiales al frotar sus superficies el que tenga mayor carga le da al de menor
formando una diferencia de carga.
Heinrich Jaeger y sus compañeros han hecho un experimento para poder explicar la energía
estática. Ellos colocaron varios granos de distintos diámetros de silicato de circonio de dióxido
contra un plato del mismo material. El proceso se grabo con una cámara de alta velocidad con
el objetivo de calcualr cuantos electrones se transfirieron al material. El resultado sorprendio
a mas de uno ya que los electrones atrapados dentro de los materiales esta por miles de cientos
por debajo de la crifra necesaria para poder explicar la energía estatica que se genera. Hasta
ahora no se ha podido explicar la teoría de Lowell y TruscottJUSTIFICACION
Este tema lo he escogido porque existen varios tipos de energía que han sido estudiadas por
muchos científicos pero pocos han investigado sobre la energía estática y los mismos han
logrado descubrir muchas cosas que son importantes para todas las personas porque todos los
humanos tenemos este tipo de energía pero no sabemos cuales son las consecuencias de esta.
Con esta investigación vamos a estar informados de las consecuencias de la energía estática y
lo que puede causar en las cosas y aparatos tecnológicos que utilizamos en nuestra vida diaria.
Con esto las personas tomaran las respectivas precauciones para evitar en el máximo todos lo
accidentes que ocasiona esta energía.
3
4
OBJETIVOS
OBJETIVO GENERAL
Dar a conocer en que se basa la energía estática, cuál es el funcionamiento de la misma en
aparatos tecnológicos que nosotros utilizamos en nuestra vida diaria. Las consecuencias que
puede ocasionar la energía estática en los aparatos ya antes mencionados mediante la
investigación y el análisis de artículos y fuentes en el internet para poder saber cómo podemos
prevenir todas estas consecuencias.
Objetivos Específicos
 Conocer el en que basa la energía estática.
 En que aparatos de nuestro uso diario esta la energía estática.
 Cuáles son las consecuencias de la energía estática.
 Como podemos prevenir las consecuencias de la energía estática.
5
1. Planteamiento del problema
Las personas desconocen que nuestro cuerpo contiene una energía que puede ser transmitida
hacia objetos tecnológicos u otros materiales que utilizamos a diario y esta energía tiene
consecuencias catastróficas en el campo de industrias e incluso en nuestro hogar puede pasar
una desgracia
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CAPITULO I
BASES TEORICAS
La carga eléctrica es una propiedad que presentan algunas partículas elementales; da lugar a una
interacción o fuerza electrostática entre ellas, y por extensión a muchos fenómenos definidos como
eléctricos. La carga aparece en la naturaleza de dos formas diferentes, carga positiva y carga
negativa.
Entre dos partículas con cargas del mismo signo se estables una fuerza de repulsión; por el contrario,
si sus cargas son de distinto signo la fuerza es de atracción. En la naturaleza la carga eléctrica aparece
solamente en partículas que tienen masa; no se conoce ninguna partícula elemental carente de masa
y que posea carga (como sería el caso de fotones con carga eléctrica).
La unidad natural de carga negativa es la del electrón; la unidad natural de carga positiva es la del
protón. Ambas partículas poseen la misma cantidad de carga pero de signos opuestos.
Partiendo de la ley de Coulomb se deducen los siguientes teoremas:
-Las cargas del mismo signo se repelen.
(El signo de la fuerza es positivo)
-Las de distinto signo se atraen.
7
CONCEPTOS BASICOS DE ELECTRICIDAD ESTATICA
La electricidad estática es la acumulación de cargas eléctricas en la superficie de un objeto, esto se
produce cuando los materiales se separan o se frotan entre sí, causando cargas positivas (+) reunidas
en un material y cargas negativas (-) sobre la otra superficie. El resultados de la electricidad estática
pueden ser chispas, descargas al repelerse esos materiales, o materiales pegados juntos. Se llama
“estática” porque no hay flujo de corriente.
Cuando el aire es húmedo, las moléculas de agua se recogen en la superficie de ambos materiales.
Esto puede prevenir la acumulación de cargas eléctricas. La razón tiene que ver con la forma de la
molécula de agua y sus propias fuerzas eléctricas. Pero cuando hay turbulencia extrema entre las gotas
de agua, como en una nube de tormenta, las cargas eléctricas estáticas se acumulan en las gotas de
agua. Benjamin Franklin demostró la electricidad estática creada por una nube de tormenta al volar
una cometa en una tormenta. Esto es un peligroso experimento, y Franklin tuvo suerte de no morir en
el intento.
8
La electricidad estática puede hacer que los materiales se atraigan o se repelan entre sí. También
puede causar una chispa saltar de un material a otro. Si existen cargas eléctricas lo suficientemente
positivas (+) en un objeto o material y cargas lo suficientemente negativas - sobre la superficie de
otro objeto, la atracción entre las cargas puede ser lo suficientemente grande para hacer que los
electrones salten el hueco de aire entre los dos objetos. Una vez unos pocos electrones comienzan a
moverse a través de ese espacio, se calienta el aire, de modo que cada vez serán más los electrones
que saltan a través de esa brecha o espacio. Esto calienta el aire aún más. Todo pasa muy rápido, y el
aire se vuelve tan caliente que brilla por un corto tiempo. Esa es la chispa. Lo mismo ocurre con el
relámpago, excepto en una escala mucho más grande, con mayores voltajes y corrientes.
9
CAPITULO II MARCO METODOLOGICO
-Energía Estática.
Nosotros vamos a realizar los experimentos de Tales de Mileto empleando materiales fáciles de
encontrar y sencillos de manipular, apropiados para su empleo en nuestras aulas. Aunque no es difícil
encontrar trozos de ámbar para estos experimentos, ya que se viene empleando en joyería desde los
tiempos de Tales, nosotros proponemos el empleo de pajitas de plástico, de las de refresco, y una
servilleta o pañuelo de papel; los mejores resultados se obtienen con las toallas que se utilizan para
secarse las manos en los lavabos, que son muy absorbentes y poseen gran resistencia mecánica.
El primer experimento consiste en frotar la pajita o el trozo de tubería de PVC con el pañuelo seco
durante unos treinta o cuarenta segundos. Inmediatamente adquiere la propiedad de atraer pequeños
objetos como cabellos, confeti y pedacitos de papel. Esta propiedad la pierde cuando pasa algún
tiempo, que depende de la humedad del aire, o cuando la descargamos tocándola con la mano.
Podemos electrizar un cuerpo frotándolo con otro. Por ejemplo frotando una pajita de refrescos, un
globo o un peine de plástico, con una servilleta de papel. La combinación plástico-servilleta de papel
es la más apropiada para trabajar en el aula, ya que la servilleta limpia la superficie del objeto a la
vez que lo electriza, absorbiendo pequeñas cantidades de grasa o agua.
10
Si se quiere disponer de más cantidad de carga eléctrica, aconsejamos utilizar un trozo de unos 50
centímetros de longitud de tubería de PVC no muy gruesa, bien desengrasada con alcohol y
electrizada con los mismos elementos.
Primer resultado: la pajita siempre a trae a los cuerpos pequeños. Este es el fenómeno que debemos
explicar.
La fuerza eléctrica es muy fácil de observar. Se pueden realizar
experimentos más espectaculares empleando un bote de refresco
vacío, una pila de linterna o un lápiz grueso, situados en una mesa
de superficie lisa o, mejor, cubierta por una superficie de vidrio.
Como indica la figura cuando se aproxima una pajita cargada por
frotamiento con una servilleta, en la forma descrita, veremos que
estos elementos se desplazan por la mesa. De momento
dejaremos sin explicar estos fenómenos, pero plantearemos a
nuestros alumnos el problema de encontrar la posible explicación
a esta nueva fuerza, la de naturaleza eléctrica.
Otros experimentos sencillos con una pajita electrizada.
Este es el momento en que debemos enfrentar a nuestros alumnos
con la necesidad de explicar los resultados experimentales Pero
nosotros, que sabemos cómo son lo, podemos explicarnos el
fenómeno perfectamente Normalmente los cuerpos tienen el
mismo número de electrones que de protones y no tienen carga
eléctrica. Se dice que son eléctricamente neutros
11
Pero cuando los frotamos con lana o una servilleta de papel, se electrizan, Es decir que adquieren
carga eléctrica neta..
Unos 2000 años después de Tales.
William Gilbert (1544-1603) demostró que la electricidad y el magnetismo eran fenómenos
diferentes. El vidrio, el ámbar y muchas otras sustancias de podían electrizar por frotamiento en aire
seco y atraían a otros cuerpos, aunque con el tiempo perdían la propiedad. Gilbert llamó a las fuerzas
que producían estos fenómenos fuerzas eléctricas, ya que en griego la palabra para designar al ámbar
es elektron. De esta palabra se derivan electricidad y electrónica.
Gilbert inventó el versorium para determinar si un objeto estaba electrizado, independientemente de
si era magnético o no.
Nosotros hemos construido un versorium para en el aula,
muy sencillo pero muy sensible. Consiste en un trozo de
papel de aluminio grueso, del que se utiliza en los moldes
para repostería, de la forma que indica la figura,
suspendido de un hilo que se mantiene tenso por medio de
un peso pequeño. Su funcionamiento es muy simple: en
el momento en que se acerca un cuerpo electrizado el
versorium se mueve hacia éste, sirviendo como indicación
de la presencia de carga eléctrica. También podemos
emplear este instrumento par demostrar que los
fenómenos electrostáticos son de diferente naturaleza de
los magnéticos, ya que el versorium no es sensible a los
imanes..
12
Explicación más compleja.
Una varilla metálica sostenida con la mano y frotada con una piel no resulta cargada. Sin embargo,
es posible cargarla si se la provee de un mango de vidrio o de ebonita y el metal no se toca con las
manos al frotarlo.
La explicación es que las cargas se pueden mover libremente en los metales y el cuerpo humano,
mientras que en el vidrio y la ebonita no pueden hacerlo.
Esto debe a que en ciertos materiales, típicamente en los metales, los electrones más alejados de los
núcleos respectivos adquieren libertad de movimiento en el interior del sólido. Estas partículas se
denominan electrones libres y son el vehículo mediante el cual se transporta la carga eléctrica. Estas
sustancias se denominan conductores.
13
En contrapartida a los conductores eléctricos, existen materiales en los cuales los electrones están
firmemente unidos a sus respectivos átomos. En consecuencia, estas sustancias no poseen electrones
libres y no será posible el desplazamiento de carga a través de ellos. Estas sustancias son denominadas
aislantes o dieléctricos. El vidrio, la ebonita o el plástico son ejemplos típicos.
Es de relevancia tener en cuenta, y puede verificarse experimentalmente, que solamente la carga
negativa se puede mover. La carga positiva es inmóvil y únicamente los electrones libres son los
responsables del transporte de carga.
Un material puede ser aislante o conductor según su configuración atómica. Un ejemplo notable son
los denominados superconductores, típicamente materiales a bajísima temperatura.
Cuando un cuerpo adquiere una carga, ya sea positiva en el caso que pierde electrones o negativa
en el caso que los gane, afecta a los demás cuerpos que se encuentran alrededor atrayéndolos o
repeliéndolos; este efecto dependerá de la carga del cuerpo: cargas iguales se repelen + +, cargas
diferentes se atraen + –.
Si un cuerpo está cargado (tiene exceso de electrones), debe volver a su estado de equilibrio, y esto
lo logra descargándose, es decir, pasa el exceso de electrones a otro cuerpo, a través del
desprendimiento de energía, ya sea en forma mecánica o por chispas.
A todos nos ha pasado que, en ocasiones, cuando tocamos a una persona o algún objeto, este nos
produce chispas, es decir se descarga; esto sucede porque esa persona u objeto estaban cargados
estáticamente. El proceso por el cual un cuerpo adquiere carga se llama inducción electrostática.
Como ya lo dijimos, cuando cargamos un material lo que en realidad estamos haciendo es pasar
electrones libres de un átomo a otro, y la forma más sencilla de realizarlo es por frotamiento.
Algunas veces la acumulación de cargas resulta peligrosa, por ejemplo, en los camiones que
transportan gas, porque el movimiento del camión hace que el aire roce en él, es decir, el aire le pasa
14
electrones al camión por medio de fricción y lo carga electrostáticamente, por lo que cualquier chispa
podría provocar una catástrofe. Por esa razón, estos vehículos llevan arrastrando una cadena en la
parte inferior, así el exceso de electrones se descarga a tierra.
No necesariamente debe existir contacto directo entre dos materiales para que estos se
descarguen; muchas veces, cuando un cuerpo se encuentra muy cargado, los electrones saltan de un
material a otro produciendo un arco eléctrico entre ellos. Un ejemplo son las nubes que, al frotarse
con las moléculas de aire, adquieren carga eléctrica y, por lo tanto, buscarán una salida para este
exceso de electrones, entonces, se produce lo que conocemos como rayos. Los rayos transportan gran
energía y pueden llegar a ser muy peligrosos si no se les proporciona una ruta más corta a tierra, por
ello se hace uso de los pararrayos que son muy efectivos para dar esta salida.
El término dinámico significa ‘movimiento’; cuando hablamos de electricidad dinámica, nos
referimos a los electrones en movimiento. Para que la electricidad sea realmente útil, debe encontrarse
en movimiento, y la fuente que genere este tipo de electricidad debe tener sus cargas eléctricas en
constante renovación.
Un cuerpo puede adquirir carga electrostática y, al entrar en contacto con otro objeto, se descarga, es
decir, entra en equilibrio, pues generar energía dinámica tiene como fin que, cuando los electrones
pasen de un cuerpo a otro, aun existan más electrones. De esta forma, la electricidad será realmente
útil y podremos aplicarla en diferentes ámbitos, por ejemplo, encender una lámpara, un televisor, un
celular, etcétera.
15
En 1799, el conde italiano Alessandro Volta inventó la pila eléctrica.
Volta se dio cuenta de que, mediante la acción química, se podían
renovar constantemente las cargas, es decir, los electrones que salen
del terminal negativo de la batería son electrones libres y entran en
contacto con el conductor (por ejemplo cobre).
Estos electrones libres entran en las bandas de conducción del cobre y
desplazan los electrones que ahí se encuentren; así pues ese electrón
desplazado entra en otro átomo y desplaza a otro electrón; esto se hace
en un ciclo en cadena hacia el terminal positivo de la batería donde se
anulan las cargas. La unidad de medición de los electrones que
circulan a través de un circuito es el coulomb, nombre que se le dio en honor a Charles Augustin
de Coulomb. El coulomb representa 6.28X10^18 electrones.
Energía estática un susto o un peligro..???
Desde las losetas de caucho o los materiales sintéticos utilizados en el suelo, hasta las cintas
transportadoras o las correas de transmisión de la maquinaria pueden producir electricidad estática;
también la manipulación de combustibles líquidos, como el gasoil o alcohol, o algunos procesos de
fabricación. Conocer qué medidas preventivas y de protección son las más adecuadas es vital para
garantizar la salud y la seguridad de los trabajadores.
Quién no ha sentido en algún momento de su vida los efectos y manifestaciones físicas de lo que
comúnmente se denomina estática o, más técnicamente, electricidad estática. Quién no ha realiza-
do con fascinación la experiencia de frotar la car- casa de plástico de un bolígrafo con su manga para
observar, con curiosidad, cómo atrae bolitas de lana o trocitos de papel.
Fue el filósofo griego Tales de Mileto el que
hace unos 2.500 años describió este fenómeno
al frotar trozos de ámbar y descubrir sus mágicas
atracciones sobre pequeños objetos, dando
origen a la palabra elektron que es la designación
griega para el ámbar. Otros ejemplos cotidianos
de la manifestación de la electricidad estática
son la repulsión que sufre el cabello cuando lo
cepillamos, la des- carga que se produce si
tocamos la ropa de otra persona cuando el suelo
es de moqueta, o la pequeña sacudida que
recibimos al bajar del auto- móvil y acercar la
mano a la puerta.
16
Los ejemplos anteriores, que pueden ser más o menos anecdóticos e inofensivos, resultan mucho más
peligrosos cuando las descargas electrostáticas se producen en el ámbito laboral, en ambientes donde
existe presencia de sustancias con propiedades inflamables y/o explosivas, y donde las consecuenc ias
de la electricidad estática pueden ser dramáticas. Actividades tan cotidianas en la industria como el
trasvase de líquidos inflamables de unos a otros recipientes de almacenamiento, la carga y descarga
de cisternas de abastecimiento de combustibles en las estaciones de servicio, o el almacenamiento en
silos de polvos potencialmente explosivos como la harina pueden generar, y de hecho han provocado,
incendios y explosiones de extrema grave- dad que han tenido su origen en descargas electrostáticas
accidentales.
En una situación intermedia entre las propiedades más o menos curiosas de la electricidad estática
y los riesgos potenciales de incendio y explosión asociados a este fenómeno, pero de una gran
importancia económica para las empresas, también se encuentran los problemas que pueden afectar
a la productividad de las líneas de fabricación y a la calidad de los productos terminados. En efecto,
la generación de electricidad estática suele provocar la acumulación de partí- culas de polvo en
superficies con carga estática causando atracción de partículas sólidas con los consiguientes
problemas de acumulación de suciedad en productos terminados, aumento de atranque de líneas,
colmatación de filtros, tamices obstruidos, tuberías de conducción bloquea- das, pintura y
recubrimientos superficiales no distribuidos homogéneamente, etc.
Para evitar los accidentes con la electricidad estática es preciso realizar un breve análisis de la
problemática que pueden crear en determinadas actividades laborales y dar un repaso de las posibles
soluciones que hoy día existen en el mercado para contrarrestar su efecto negativo, tanto en relación
con las molestias causadas por su presencia en las áreas de oficinas –lo que entraría en el campo de
estudio de la ergonomía ambiental, como en su aspecto más dañino como son los posibles incendios
y/o explosiones que se pueden generar en áreas con este tipo de riesgo –objeto de análisis por parte
de la seguridad industrial.
17
Fundamentos físicos de la energía estática
El término electricidad define, en general, un fenómeno físico-químico asociado al movimiento de
electrones a través de un determinado material. Básicamente, es posible distinguir tres tipos:
Electricidad por corriente alterna: generada en los centros de producción y utilizada a diario a través
del suministro realizado por las compañías eléctricas.
*Electricidad por corriente continua: gene rada por las pilas, las baterías, los acumuladores, etc.).
*Electricidad estática: es un tipo de energía que resulta de un exceso de carga eléctrica que
acumulan determinados materiales, normalmente por rozamiento.
18
En los dos primeros tipos se produce una circulación dinámica de las cargas, mientras que la
electricidad estática se caracteriza porque los materiales forman cargas eléctricas que no se
desplazan. Debido al objetivo de este artículo, nos centraremos en exclusiva en el análisis de los
fundamentos de este último tipo de electricidad.
Unas breves nociones de química funda- mental permitirán comprender mejor el fenómeno de la
electricidad estática. Las teorías atómicas modernas afirman que la materia está constituida,
básicamente, por tres tipos de partículas: los protones (con carga eléctrica positiva), los electrones
(con carga eléctrica negativa) y los neutrones (sin carga eléctrica). Con esta estructura, los átomos
tienden al equilibrio y adoptan una distribución espacial de forma que los protones se sitúan jun- to
con los neutrones en el núcleo atómico mientras que los electrones se mueven vertiginosa- mente sin
una posición fija alrededor de ellos. Se consigue la neutralidad eléctrica y, como consecuencia, una
gran estabilidad. Sin embargo, esta estructura ideal sufre pequeñas modificaciones en materiales
como los conductores y los aislantes también denominados dieléctricos
Materiales conductores: debido a su estructura electrónica superficial, los electrones más alejados
del núcleo adquieren una enorme libertad de movimiento dentro de sus átomos convirtiéndose en
verdaderos vehículos de transporte de carga eléctrica. Éste es el caso de ciertos materiales como los
metales, excelentes conductores de las cargas eléctricas.
19
Materiales aislantes: en contrapartida con los conductores, existen materiales en los que su
estructura atómica no les permite a los electrones ese grado de motilidad y se encuentran firmemente
unidos a sus correspondientes átomos, estando muy limitado el desplazamiento de cargas a través de
ellos. A estas sustancias se las denomina aislantes o dieléctricas y pertenecen a esta categoría
materiales tan frecuentes como el vidrio, el plástico, la madera, la moqueta, etc
Aunque evidentemente existen situaciones intermedias entre los conductores y los dieléctricos, la
diferencia en el comportamiento de las sustancias respecto del desplazamiento de las cargas en su
seno depende del tipo de átomos que forman su estructura atómica. Pero ¿cómo un material en
principio eléctricamente neutro se puede cargar de electricidad estática? Para explicarlo de manera
sencilla, es preciso tener en cuenta que existen tres formas básicas de producir cargas estáticas en los
materiales:
*Electrización por contacto: un material neutro adquiere una determinada carga eléctrica al
ponerse físicamente en contacto con otro material previamente electrizado. En este caso, existe un
flujo electrónico desde e lcuerpo que posea mayor densidad hacia el que tenga menor proporción
de carga, manteniéndose el movimiento eléctrico hasta que ambos cuerpos se igualen eléctricamente
Ambos materiales, por tanto, quedarán cargados con el mismo signo. En estos casos, un material con
carga puede transmitir su carga eléctrica a todos los objetos con los que entre en contacto y ser el
origen de la contaminación por electricidad estática
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Electrización por fricción: debido a un proceso mecánico de fricción entre dos superficies diferentes
puede producirse un intercambio electrónico entre ambas provocado por su diferente capacidad para
retener a los electrones superficiales. En este caso, uno de ellos se queda cargado negativamente (el
que tenga mayor afinidad por los electrones) y el otro, positiva- mente (el que la tenga menor).
Normalmente, la fricción genera más cantidad de electricidad estática que el menor contacto ya que
entran en juego una mayor presión entre las superficies, la velocidad de desplazamiento de ambas y
el calor generado en el proceso.
Electrización por inducción: en este caso no es necesario el contacto directo entre superficies. Un
cuerpo previamente cargado eléctricamente puede inducir en objetos cercanos una separación
selectiva de cargas, alterando su neutralidad eléctrica original y provocando una redistribución de sus
cargas. Su carga neta no sufre alteraciones pero las zonas próximas al cuerpo inductor se quedan
cargadas con signo opuesto al de éste y las más alejadas acumulan cargas de su mismo signo.
Si se acerca un elemento inductor con carga eléctrica (en este ejemplo con carga negativa) a un
material conductor aislado en estado neutro se produce una separación de cargas inducidas en función
de la carga del inductor. Cuando se conecta a tierra o alguna persona toca el conductor se elimina la
carga en ese punto y el material inducido tiende a redistribuir las car gas a lo largo de toda su
superficie en el momento en que se retira la toma de tierra o la persona dejase de tocar el material.
Los materiales conductores no son capaces de acumular electricidad estática, ya que su elevado
grado de conductividad eléctrica hace que los electrones generados por contacto o por fricción se
desplacen y redistribuyan a gran velocidad a través de toda su superficie (esta propiedad es
aprovechada para utilizar compuestos metálicos muy conducto- res como excelentes vehículos de
transporte de electricidad).
21
Sin embargo, si un material conductor se carga de electricidad estática y no puede disiparla por
encontrarse aislado, puede acumular gran cantidad de carga electrostática en su superficie. Esto es
lo que ocurre, por ejemplo, cuando al bajar de un vehículo se sufre una descarga al tocar la puerta; el
constante roce del aire con la chapa es el elemento generador de estática que no puede disiparse
debido al aislamiento que producen las ruedas de caucho del coche. Puesto que el cuerpo humano es
un buen conductor de la electricidad, al tocar la puerta se funciona de puente para liberar la
electricidad estática del vehículo hacia el suelo sufriendo una molesta sensación en la punta de los
dedos.
Los materiales aislantes o dieléctricos son excelentes acumuladores de electricidad estática al tener
una gran reticencia intrínseca a desplazar en su seno las cargas generadas por contacto, fricción o
inducción.
Lógicamente, el comportamiento dieléctrico de los materiales dependerá de su estructura química
interna apareciendo sustancias con una mayor o menor capacidad para generar y acumular carga
eléctrica y para que esa carga sea de signo positivo o negativo. Aparece así la denominada serie
triboelectrica que clasifica a los materiales aislantes en función de capacidad para generar
electricidad estática y del sentido positivo o negativo de la misma.
Así, por ejemplo, frotar una pieza de vidrio con otra de teflón y separarlas posteriormente daría
lugar a una carga electrostática negativa sobre la pieza de teflón y otra de igual magnitud y carga
positiva sobre la de vidrio.
Finalmente, puede surgir la siguiente pregunta: ¿Cómo se producen las descargas electrostáticas
violentas? La respuesta es sencilla, ya que cuando entre un conductor aislado o un material dieléctrico
cargado de electricidad estática y otro buen conductor eléctrico (puede ser una toma de tierra) se
produce una gran diferencia de potencial y se sobrepasa el poder dieléctrico del aire, la energía
electrostática se libera en forma de chispazo bien visible y, en muchos casos, también audible. Es
lo que en términos técnicos se denomina descarga disruptiva.
22
Así, la electricidad estática se genera por contacto, fricción o inducción de materiales aislantes y de
materiales conductores que se encuentran aislados; y puede liberarse en forma de violentas
descargas eléctricas puntuales cuando se ponen en contacto con otro material buen conductor de la
electricidad.
Actividades o tareas que pueden generar electricidad estática
Por el análisis realizado sobre la generación, acumulación y descarga violenta de cargas
electrostáticas, es posible sospechar que existen multitud de situaciones laborales en las que puede
estar presente este fenómeno. Una relación no exhaustiva de esas situaciones es la siguiente:
*Desplazamiento de personas por instalaciones con suelos aislantes. Es habitual en oficinas con
suelos sintéticos (moquetas, parqué, corcho, plaquetas acrílicas, alfombras, etc.), en conjunción
con dos circunstancias que favorecen la generación de estática: ambiente muy seco debido a una
deficiente regulación del aire acondicionado y el uso de ropa de vestir con alto contenido en fibras
artificiales. También puede darse esta situación en talleres o naves industria- les con suelos con
revestimientos sintéticos y ropa de trabajo de los operarios donde predominan los tejidos acrílicos
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*Desplazamiento de equipos de trabajo o vehículos de logística por instalaciones con suelos
aislantes. Los movimientos de determinados equipos de trabajo dotados de ruedas que los aíslan del
suelo (carritos, estanterías metálicas, escaleras portátiles, andamios con ruedas, etc.) o de vehículos
logísticos (carretillas elevadoras, traspalets, furgonetas de reparto, etc.) sobre superficies de naves o
talleres con revestimientos aislantes (pinturas plásticas o acrílicas, losetas de caucho, plaquetas
sintéticas, etc.) pueden generar cantidades no despreciables de carga estática.
*Contacto o fricción entre materiales aislantes que forman parte de las estructuras de maquinaria,
equipos de trabajo y recipientes de almacenamiento. Numerosas piezas y elementos estructurales de
determinadas máquinas y equipos de trabajo que por su función específica se encuentran en continuo
movimiento, como cintas transportadoras, correas de transmisión de motores, rodillos, ejes, etc.
pueden originar problemas de estática difíciles de solucionar si son de materiales dieléctricos
(plástico, caucho, goma, teflón, etc.) y, además, no disponen desde su diseño de conexiones
equipotenciales de sus partes metálicas y tomas de tierra adecuadas.
Contacto o fricción de materias primas y/o productos elaborados en estado sólido con partes
estructurales aisladas eléctricamente que forman parte de maquinaria, equipos de trabajo y
recipientes de almacenamiento. La manipulación de materias en forma sólida en el sector
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industrial genera problemas de acumulación de carga estática, tanto en su fase de fabricación, como
en el posterior proceso de transporte y almacenamiento.
*Los procesos productivos de materiales en forma sólida que requieren en alguna de sus etapas de
fabricación pasar por la fase de lámina o película (papel, plástico, tejidos sintéticos, caucho, goma,
etc.) y que afectan a sectores de actividad muy importantes (papeleras, artes gráficas, industria del
plástico, fabricación textil, automoción, etc.) son un verdadero problema de generación de
electricidad estática. De igual forma, este problema puede ser importante en procesos de fabricación
en los que las materias primas sólidas deban ser sometidas a procesos de vertido, mezcla, agitación,
filtrado, centrifugación, envasado, etc. en equipos de trabajo aislados o con conexiones de toma de
tierra deficientes o inexistentes.
25
*También se da esta situación en el transporte y almacenamiento de materiales sólidos pulverulentos,
como harina, soja, grano, semillas, almidón, metales y plásticos en forma de polvo, etc. En estos casos
el origen del problema se encuentra en el rozamiento continuo de estos materiales con las superficies
de conducciones, tuberías, tornillos sin fin, filtros, tamices, etc. o al ser almacenados a granel en
recipientes y/o silos con deficiente tratamiento antiestático.
Con partes estructurales aisladas eléctricamente que forman parte de maquinaria y equipos de trabajo.
La situación es análoga a la comentada en el punto anterior, con la única diferencia de que la fase
móvil es un líquido. Para dar una idea de la magnitud del problema se puede poner como ejemplo la
enorme cantidad de líquidos combustibles (gasolina, gasoil, fuel oil, alcoholes, etc.) que a diario se
necesita trasegar utilizan- do para ello mangueras (suministro de gasolineras por parte de camiones
cisterna, por ejemplo) o tuberías fijas (tránsito de deriva- dos del petróleo en refinerías y
petroquímicas, por citar otro ejemplo). La lucha contra la electricidad estática en estos casos
representa uno de los retos preventivos más importantes de las actividades citadas por el enorme
riesgo de incendio y explosión que puede representar la aparición de una descarga disruptiva en un
ambiente con vapores inflamables o con atmósferas explosivas
*El problema se repite, aunque en menor escala, en los almacenes de productos inflamables de
innumerables empresas en la que a diario se almacenan, manipulan y mezclan sustancias tan
peligrosas como pinturas, lacas, barnices, disolventes, desengrasantes, desinfectantes, etc. En estas
operaciones abundan mangueras, recipientes metálicos, bidones, embudos, bombas, etc. cuyo
tratamiento antiestático es prácticamente nulo.
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Riesgos asociados a la generación de electricidad estática
Los efectos negativos provocados por la acumulación de cargas electrostáticas pueden ir desde la
incomodidad que se experimenta al recibir una descarga en la punta de los dedos al tocar una puerta,
hasta las dramáticas consecuencias que origina una explosión en instalaciones donde se manejan
sustancias altamente explosivas. Por ello, la lógica aconseja clasificar los riesgos asociados a la
aparición de este fenómeno en tres categorías en función de las consecuencias negativas para los
trabajadores.
Aparición de movimientos reflejos involuntarios: normalmente los efectos fisiológicos de las
descargas electrostáticas se limitan a una molesta sensación de picazón o escozor en la piel que suele
llevar asociado un acto reflejo instintivo con sacudida muscular más o menos violenta. Aunque no
suele provocar lesiones, se trata de una situación ciertamente molesta que si se repite con frecuencia
debe ser tratada correctamente. La técnica preventiva encargada de aportar soluciones en este caso
es la Ergonomía Ambiental, ciencia dedicada a analizar las situaciones de disconfort que aparecen en
los puestos de trabajo aportando soluciones preventivas cuyo objetivo es la mejora continua del medio
ambiente en el que se desenvuelve el trabajador.
Aparición de movimientos reflejos involuntarios asociados con otras situaciones de riesgo: lo
anecdótico que resultan los actos reflejos musculares provocados por las descargas electrostáticas se
convierte en un autentico problema de seguridad cuando son sufridos por trabajadores que
simultáneamente realizan otras operaciones de riesgo. Entre ellas merece la pena destacar los trabajos
en altura (que pueden provocar la caída del trabajador), la manipulación manual de cargas con cierto
peso por parte de un trabajador (lo normal es que suelte violentamente la carga atrapándole las manos
o las piernas) o realizar operaciones con su equipos de trabajo (con los consiguientes riesgos de quedar
atrapado, de aplastamiento, cortes, golpes, etc.). Estas situaciones sí pueden generar accidentes de
trabajo muy graves y, por tanto, deben ser analizadas y tenidas en cuenta en las medidas preventivas
previstas por las evaluaciones de riesgos de esos puestos.
Generación de incendios y/o explosiones: probablemente sea el riesgo más evidente y de mayor
gravedad relacionado con la electricidad estática. La conjunción de descargas electrostáticas
disruptivas en ambientes donde existen vapores inflamables o explosivos por encima de sus
correspondientes límites inferiores de inflamabilidad o explosividad respectivamente, puede llevar
apareja- da la aparición de incendios y explosiones de extrema gravedad.
En estos casos, sería imperdonable desde el punto de vista preventivo que las instalaciones, los
locales, los equipos de trabajo, los sistemas de almacenamiento, los vehículos e, incluso, las personas,
no dispusieran de todos los recursos técnicos disponibles para evitar la generación, acumulación y
descarga violenta de cargas electrostáticas que pudieran provocar un autentico desastre. En este
sentido hay que recordar que la normativa española establece unos requisitos muy severos para evitar
la electricidad estática en todas las instalaciones y procesos de trabajo donde exista riesgo de incendio
y explosión, exigibles por imperativo legal a todas las empresas que estén en esa situación.
27
Estas actuaciones pueden estar encaminadas directamente hacia la eliminación de cualquier
posibilidad de generación de electricidad estática (denominadas medidas de prevención) y que son,
sin duda, las más eficaces y efectivas contra este fenómeno; en caso de que sea inevitable su aparición,
es preciso disiparlas antes de que alcancen un potencial peligroso y produzcan una descarga violenta
en forma de chispazo (son las conocidas como medidas de protección). Desgraciadamente no siempre
es posible eliminar en origen la irrupción de cargas electrostáticas peli- grosas (como sería deseable
desde el punto de vista de la prevención), por lo que es necesario recurrir a medidas de protección
adicionales que minimicen sus efectos.
Las medidas de prevención y de protección más eficaces en la lucha contra la electricidad estática
son las siguientes:
Elección adecuada de materiales en instalaciones y equipos de trabajo desde la fase de diseño. Está
claro que si las potenciales descargas electrostáticas son un problema de gravedad para la actividad
productiva (refinerías, logística de líquidos inflamables, papeleras, etc.), para determinadas
instalaciones o locales (almacenamiento y trasiego de líquidos inflamables, locales con riesgo de
incendio o explosión, etc.) o para determinados elementos específicos de equipos de trabajo (cintas
transportadoras, bombas, válvulas, filtros, rodillos, mangueras, etc.), es imprescindible que desde su
diseño se incorporen la mayor cantidad posible de elementos metálicos (que favorecen el movimiento
y disipación de cargas electrostáticas) y se evite la presencia de materiales dieléctricos generadores
de estática. En este sentido, se pueden citar como ejemplos
*Suelosconductoresantiestáticosde losetasoalfombrasconductivas.
28
*Tratamientos superficiales antiestáticos en partes sometidas a fricción en los equipos de trabajo
(poleas, rodillos, cintas transportadoras, etc.
*Incorporación de mangueras para líquidos inflamables con almas metálicas y conexión a tierra
andamios con ruedas, mobiliario, recipientes antiestáticos, etc.
*Como esta medida es de difícil aplicación práctica en algunos casos y nunca es posible asegurar
riesgo cero, en la mayoría de las ocasiones debe ser complementada con alguna o algunas de las que
se relacionan a continuación:
Conexión equipotencial de todos los elementos conductores entre sí complementado con la toma
de tierra. La conexión física entre los diferentes elementos metálicos de una instalación o de un
equipo de trabajo y su posterior puesta a tierra es una medida esencial y a menudo suficiente para
evitar la generación de electricidad estática. Hay que recordar que partes estructurales metálicas como
29
tuberías enterradas, tanques de almacenamiento apoyados en el suelo o equipos de trabajo con buena
sustentación sobre el suelo se pueden considerar como puestos a tierra.
Control de la humedad relativa del aire.
La acumulación de cargas electrostáticas sobre las superficies puede verse minimizada con un
incremento de su conductividad eléctrica favorecido por humedades relativas del aire elevadas.
Teóricamente, con una humedad relativa del aire por encima del 60 por ciento las cargas
electrostáticas prácticamente desaparecen. De hecho, el Real Decreto 486/97 que regula las
condiciones de seguridad y salud que deben cumplir los lugares de trabajo establece que en locales
donde exista riesgo de presencia de electricidad estática, “la humedad relativa del aire será como
mínimo del 50 por ciento”.
La manera más eficaz de lograr humedades relativas constantes por encima de ese valor del 60 por
ciento es incorporando la humidificación a los sistemas centralizados de aire acondicionado de las
instalaciones; si ello no fuese posible, podría conseguirse con aparatos independientes de
humidificación insta-ados estratégicamente en los lugares donde se prevea acumulación de estática.
En este punto es preciso recordar un aspecto importante: no conviene superar el 80 por ciento de
humedad ya que podríamos conseguir que aumentase peligrosamente la carga microbiológica del
aire propiciando la posible aparición de otros problemas laborales de tipo respiratorio debido a ese
factor.
Tratamientos superficiales. Otra forma práctica de potenciar la conductividad eléctrica de las
superficies, e indirectamente de reducir la acumulación de cargas electrostáticas, es mediante su
tratamiento con detergentes, pinturas, lubricantes, impregnados y otras sustancias polares específicas
que favorezcan la formación de películas superficiales conductoras. Suelen aplicarse sobre las
superficies mezclados con agua y, aun- que con el uso van perdiendo su eficacia, su incorporación
como tratamiento periódico y programado puede dar excelentes resulta- dos prácticos.
Ionización del aire. La disipación de car- gas electrostáticas también se puede conseguir mediante
la ionización del aire en las proximidades de las superficies cargadas. En condiciones óptimas, el aire
se hace suficientemente conductor eliminando de esta forma la electricidad estática generada. Los
dispositivos utilizados se denominan ionizadores, neutralizadores o eliminadores de electricidad
estática y suelen utilizar como fuentes de ionización radiaciones ionizantes tipo rayos a, f3 o "/,
Rayos X, electrodos de alta tensión o neutralizadores de llama. Hay que tener en cuenta que la
fabricación y distribución de los ionizadores con fuentes radioactivas requiere homologación por
parte de la Administración o consejo regulador en esta materia Elección adecuada de ropa de trabajo.
Es de suma importancia, sobre todo cuando el trabajador deba desenvolverse en atmósferas altamente
inflamables o explosivas. Para ello, se deben utilizar prendas con altos contenidos en algodón o tejidos
comercializados como antiestáticos (evitar en todo momento tejidos sintéticos como el nylon, rayón
o lycra o naturales como la seda o la lana) y dotar a los operarios de calzado de seguridad con suelas
de goma o sintéticas aislantes.
30
Hoy día el mercado de ropa de trabajo puede suministrar sin ningún problema estos elementos con
materiales antiestáticos incorporados a monos, batas, chalecos, delantales, manguitos, polainas,
gorros, guantes, etc.
Equipos de protección individual específicos de seguridad antiestática. Como complemento
preventivo a la ropa de trabajo, es posible utilizar equipos de protección individual específicos, como
calzado de seguridad antiestático de cualquier tipo (zapatos, botas, zuecos, etc.), muñequeras
metálicas conductivas, gafas de seguridad, guantes antiestáticos, etc., o soluciones tan originales
como la incorporación de taloneras o punteras conductivas al calzado normal.
31
Otros dispositivos y elementos de protección antiestática. Dentro de la enorme gama de productos
comercializados con el marchamo de antiestáticos se pueden encontrar aplicaciones tan variopintas
como:
• Papeleras antiestáticas.
• Escobas, cepillos u recogedores antiestáticos.
• Aspiradores eléctricos antiestáticos (algunos incorporan filtros HEPA como complemento).
32
• Mangueras conductivas para la aspiración o impulsión de polvos combustibles o vapores
inflamables.
• Paletas conductivos para el transporte con carretillas elevadoras.
• Escaleras de mano antiestáticas
33
• Alfombras individuales antiestáticas para puestos de trabajo dotados de pantallas de visualización de datos (PVD).
• Sillas ergonómicas antiestáticas.
• Material de oficina antiestático (carpetas, porta documentos, reposapiés, esferos, etc.).
34
Evidentemente, la magnitud de las medidas destinadas a contrarrestar los efectos negativos de la
electricidad estática dependerán de las consecuencias que puede originar su presencia. Si se quieren
eliminar las molestas sensaciones de este fenómeno en áreas de oficinas bastará con elegir suelos
adecuados bien porque incorporan materiales con tratamientos antiestáticos, bien porque estén
conectadas las losetas equipotencialmente y posteriormente puesto el sistema a tierra–, mantener una
humedad relativa del aire en torno al 60 por ciento y complementar el sistema de humidificación con
equipos de ionización del aire. En casos extremos, incluso es posible incorporar mobiliario y
accesorios de oficina con propiedades antiestáticas, como mesas, sillas, reposapiés, papeleras,
carpetas, pomos de puertas, etc.
En cambio, si la electricidad estática aparece en instalaciones industriales provocando auténticas
situaciones de riesgo de incendio o explosión, sus responsables deben incorporar medidas técnicas
de prevención y protección, tales como la elección cuidadosa de materiales antiestáticos en equipos
críticos, la conexión equipotencial de elementos y su posterior puesta a tierra, la incorporación de
sistemas automáticos de control ambiental del aire (humidificadores, ionización del aire, etc.), la
elección de ropa de trabajo y equipos de protección individual antiestáticos
Y, sobre todo, el establecimiento de procedimientos específicos de trabajo en los que se relacionen
las actividades y zonas susceptibles de generar descargas electrostáticas peligrosas y las medidas
preventivas que se deben seguir para evitarlas en cada momento. Solamente es preciso ser consciente
de que la electricidad estática puede ser un verdadero problema para arbitrar soluciones adecuadas,
ya que hoy día el mercado dispone de múltiples alternativas que se pueden adaptar prácticamente a
cualquier situación
35
Capítulo III
Análisis de las encuestas aplicadas
Pregunta número 1
Sabe usted en que se basa la energía estática?
La Mayoría de las personas que fueron entrevistadas no tienen conocimiento sobre esta energía solo
el 12,5% saben en que se basan
Pregunta número 2
Tiene conocimiento sobre como se genera esta energía?
Si
No
0
10
20
30
40
pregunta 1 Pregunta 2 Pregunta 3 Pregunta 4 Pregunta 5 Pregunta 6
Encuesta sobrela energia Estatica
Si No
Pregunta 1
si no
36
En este caso hubo una igualdad entre si y no eso quiere
decir que las personas si esta informadas de como se genera
Pregunta 3 Usted cree que este tipo de energía esta ennuestro cuerpo?
Aquí un 100% de personas están equivocadas ya que si se encuentra esta energía en nuestro cuerpo
y no solo esta si no que se genera en el mismo.
Pregunta 4
Usted cree que esta energía es peligrosa?
Aquí un 60 % acertó pero mas de la mitad de las personas no saben el riesgo que corren cuando se
genera esta energía
Pregunta 5
Sabe si esta energía se puede transmitir a los aparatos tecnológicos.?
Pregunta 3
si no
Pregunta 4
si no
Pregunta 2
1er trim. 2º trim.
37
Aquí solo 5 personas que equivale al 12% sabe cómo prevenir esta energía eso quiere decir que las
personas no saben cómo prevenir
Pregunta 6
Saber que precauciones tomar ante esta energía?
En esta pregunta nadie puso que si sabía eso quiere decir que nadie está informado sobre las
precauciones que se debe tomar para prevenir las catástrofes que puede causar esta energía
Pregunta 5
si no
Ventas
si no
38
CAPITULO IV
ASPECTOS ADMINITRATIVOS
Para realizar esta investigación necesite de algunos recursos como tiempo y paciencia y dedicación
ya que tuve que recolectar mucha información y preguntar a algunos Físicos que conocen sobre el
tema y ellos me supieron explicar de una mejor manera de todo lo necesario para poder realizar esta
monografía me he demorado dos semanas en recolectar información he interpretarla de una manera
en que las personas que sigan con esta investigación puedan entender y mejorarla y si en algo me he
equivocado me corrijan y sigan hasta que lleguen la verdad sobre esta energía tan rara.
RECURSOS NESCESARIOS
Los recursos que mas utilice fue el internet y algunos amigos que dominan el tema aparte de esto
necesite dinero para poder llevar todo esto ya que necesite para el pasaje de los buces también para
algunos experimentos que están detallados en la monografía.
Cronograma de actividades
39
CONCLUSIONES
Que este tipo de energía es muy peligrosa en el ámbito laboral más para hospitales o empresas donde
hay el contacto o fricción entre materiales conductores o maquinarias pesadas ya que están producen
este tipo de energía y sino han tomado todas las precauciones ya antes mencionadas pueden ocurrir
accidentes catastróficos como incendios o descargas eléctricas y estos pueden llevar a cosas peores
hasta la perdidas de alguna vida humana por eso hay q tomar en cuenta todo lo que está redactado en
el trabajo investigativo.
Todas las empresas o negocios deben tomar precauciones para que no ocurran desastres ya que se
han dado casos que ocurren incendios sin saber cuál es el origen de el mismo pero gracias a las
investigaciones de Físicos y de algunos científicos particulares llegaron a que una simple energía
pudiera provocar desastres y solo por no tener conocimiento de esta y no saber cómo tomar
precauciones pero gracias a este trabajo investigativo he logrado establecer las precauciones de
debemos tomar para que ya no ocurran estas catástrofes.
40
RECOMENDACIONES
*Que todas las personas ya sea en nuestro hogar o lugar debemos tomar precauciones para que ya no
ocurran estos accidentes ya que esta energía se encuentra en todos lados o se genera por el mínimo
rose entre dos superficies no importa el material o la composición química de las dos superficies ya
sean conductoras o aislantes la fricción hace q se produzca esta energía que están traicionera
*Que todas las empresas o compañías del mundo deben tomar muy enserio este tema ya que es muy
peligroso en este campo laboral no solo por los daños materiales sino también por la vida de los
trabajadores porque si ocurre una catástrofe han de haber más de una vida perdida
41
BILBIOGRAÍFA
http://www.redusers.com/noticias/principios-de-electricidad-electricidad-
estatica-y--dinamica/
http://www.dgespe.sep.gob.mx/public/rc/programas/material/electricidad_estati
ca..pdf
https://www.google.com.ec/search?q=aparatos+independientes+de+humidificaci
%C3%B3n&es_sm=122&source=lnms&tbm=isch&sa=X&ved=0CAcQ_AUoA
WoVChMI-
fqNnYavyAIVRZiACh1aJwon&biw=1366&bih=667#tbm=isch&q=materiales++
antiest%C3%A1ticas
http://www.redusers.com/noticias/principios-de-electricidad-electricidad-estatica-y-dinamica/
42
ANEXOS

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Energía estática y sus consecuencias

  • 1. 1 INDICE 1.Portada……………………………………………………………………………………………i 2. Resumen…………………………………………………………………………………………ii 3. Indice……………………………………………………………………………………………iii 4. Antecedentes……………………………………………………………………………………...1 4.1 Justificación……………………………………………………………………………………...2 4.2 Objetivos…………………………………………………………………………………………3 4.3 Preguntas de investigación……………………………………………………………………..4 CAPITULO I Marco Teórico……………………………………………………………………..5 CAPITULO II Marco Metodologico…………………………………………………………….8 CAPITULO III Análisis de Resultados………………………………………………………...34 CAPITULO IV Aspecto Administrativos………………………………………………………37 5. Conclusiones……………………………………………………………………………………38 6. Recomendaciones………………………………………………………………………………39 7.Bibliografia……………………………………………………………………………………..40 8.Anexos ANEXO 1.Aprobación de plan de la monograía…………………………………………….41 ANEXO 2. Desarrollo de la monografía…………………………………………………….42
  • 2. 2 ANTECEDENTES La historia de la electricidad se refiere al estudio y uso humano de la electricidad, al descubrimiento de sus leyes como fenómeno físico y a la invención de artefactos para su uso práctico. si se la considerase como parte de la historia natural, tendría tanta como el tiempo, el espacio, la materia y la energía. Como también se denomina electricidad a la rama de la ciencia que estudia el fenómeno y a la rama de la tecnología que lo aplica, la historia de la electricidad es la rama de la historia de la ciencia y de la historia de la tecnología que se ocupa de su surgimiento y evolución. Este estudio empesco cuando el Filosofo Tales de Mileto onservo frotando un varilla de ambar con una lana o piel de cualquier animal Antes de mi investigación existieron otras personas que investigaron sobre este tema y experimentaron con la misma hasta el momento se han hecho algunas afirmaciones teóricas que con el tiempo se han llevado a experimentación y han llegado a la conclusión de que son falsas como por ejemplo en 1984 los científicos John Lowell y William Truscott del Instituto de Ciencia y Tecnología de la Universidad de Manchester afirmaron que dos cuerpos del mismo material son capaces de generar electricidad estática ya que según su explicación nos dice que el objetos de mayor tamaño le da electrones al menor por lo tanto crearían energía pero después de un tiempo un grupo de físicos de la Universidadde Chicago,en Estados Unidos, desmintieron su teoría porque se sabe que para que halla energía estática deben haber dos cuerpos de diferentes materiales al frotar sus superficies el que tenga mayor carga le da al de menor formando una diferencia de carga. Heinrich Jaeger y sus compañeros han hecho un experimento para poder explicar la energía estática. Ellos colocaron varios granos de distintos diámetros de silicato de circonio de dióxido contra un plato del mismo material. El proceso se grabo con una cámara de alta velocidad con el objetivo de calcualr cuantos electrones se transfirieron al material. El resultado sorprendio a mas de uno ya que los electrones atrapados dentro de los materiales esta por miles de cientos por debajo de la crifra necesaria para poder explicar la energía estatica que se genera. Hasta ahora no se ha podido explicar la teoría de Lowell y TruscottJUSTIFICACION Este tema lo he escogido porque existen varios tipos de energía que han sido estudiadas por muchos científicos pero pocos han investigado sobre la energía estática y los mismos han logrado descubrir muchas cosas que son importantes para todas las personas porque todos los humanos tenemos este tipo de energía pero no sabemos cuales son las consecuencias de esta. Con esta investigación vamos a estar informados de las consecuencias de la energía estática y lo que puede causar en las cosas y aparatos tecnológicos que utilizamos en nuestra vida diaria. Con esto las personas tomaran las respectivas precauciones para evitar en el máximo todos lo accidentes que ocasiona esta energía.
  • 3. 3
  • 4. 4 OBJETIVOS OBJETIVO GENERAL Dar a conocer en que se basa la energía estática, cuál es el funcionamiento de la misma en aparatos tecnológicos que nosotros utilizamos en nuestra vida diaria. Las consecuencias que puede ocasionar la energía estática en los aparatos ya antes mencionados mediante la investigación y el análisis de artículos y fuentes en el internet para poder saber cómo podemos prevenir todas estas consecuencias. Objetivos Específicos  Conocer el en que basa la energía estática.  En que aparatos de nuestro uso diario esta la energía estática.  Cuáles son las consecuencias de la energía estática.  Como podemos prevenir las consecuencias de la energía estática.
  • 5. 5 1. Planteamiento del problema Las personas desconocen que nuestro cuerpo contiene una energía que puede ser transmitida hacia objetos tecnológicos u otros materiales que utilizamos a diario y esta energía tiene consecuencias catastróficas en el campo de industrias e incluso en nuestro hogar puede pasar una desgracia
  • 6. 6 CAPITULO I BASES TEORICAS La carga eléctrica es una propiedad que presentan algunas partículas elementales; da lugar a una interacción o fuerza electrostática entre ellas, y por extensión a muchos fenómenos definidos como eléctricos. La carga aparece en la naturaleza de dos formas diferentes, carga positiva y carga negativa. Entre dos partículas con cargas del mismo signo se estables una fuerza de repulsión; por el contrario, si sus cargas son de distinto signo la fuerza es de atracción. En la naturaleza la carga eléctrica aparece solamente en partículas que tienen masa; no se conoce ninguna partícula elemental carente de masa y que posea carga (como sería el caso de fotones con carga eléctrica). La unidad natural de carga negativa es la del electrón; la unidad natural de carga positiva es la del protón. Ambas partículas poseen la misma cantidad de carga pero de signos opuestos. Partiendo de la ley de Coulomb se deducen los siguientes teoremas: -Las cargas del mismo signo se repelen. (El signo de la fuerza es positivo) -Las de distinto signo se atraen.
  • 7. 7 CONCEPTOS BASICOS DE ELECTRICIDAD ESTATICA La electricidad estática es la acumulación de cargas eléctricas en la superficie de un objeto, esto se produce cuando los materiales se separan o se frotan entre sí, causando cargas positivas (+) reunidas en un material y cargas negativas (-) sobre la otra superficie. El resultados de la electricidad estática pueden ser chispas, descargas al repelerse esos materiales, o materiales pegados juntos. Se llama “estática” porque no hay flujo de corriente. Cuando el aire es húmedo, las moléculas de agua se recogen en la superficie de ambos materiales. Esto puede prevenir la acumulación de cargas eléctricas. La razón tiene que ver con la forma de la molécula de agua y sus propias fuerzas eléctricas. Pero cuando hay turbulencia extrema entre las gotas de agua, como en una nube de tormenta, las cargas eléctricas estáticas se acumulan en las gotas de agua. Benjamin Franklin demostró la electricidad estática creada por una nube de tormenta al volar una cometa en una tormenta. Esto es un peligroso experimento, y Franklin tuvo suerte de no morir en el intento.
  • 8. 8 La electricidad estática puede hacer que los materiales se atraigan o se repelan entre sí. También puede causar una chispa saltar de un material a otro. Si existen cargas eléctricas lo suficientemente positivas (+) en un objeto o material y cargas lo suficientemente negativas - sobre la superficie de otro objeto, la atracción entre las cargas puede ser lo suficientemente grande para hacer que los electrones salten el hueco de aire entre los dos objetos. Una vez unos pocos electrones comienzan a moverse a través de ese espacio, se calienta el aire, de modo que cada vez serán más los electrones que saltan a través de esa brecha o espacio. Esto calienta el aire aún más. Todo pasa muy rápido, y el aire se vuelve tan caliente que brilla por un corto tiempo. Esa es la chispa. Lo mismo ocurre con el relámpago, excepto en una escala mucho más grande, con mayores voltajes y corrientes.
  • 9. 9 CAPITULO II MARCO METODOLOGICO -Energía Estática. Nosotros vamos a realizar los experimentos de Tales de Mileto empleando materiales fáciles de encontrar y sencillos de manipular, apropiados para su empleo en nuestras aulas. Aunque no es difícil encontrar trozos de ámbar para estos experimentos, ya que se viene empleando en joyería desde los tiempos de Tales, nosotros proponemos el empleo de pajitas de plástico, de las de refresco, y una servilleta o pañuelo de papel; los mejores resultados se obtienen con las toallas que se utilizan para secarse las manos en los lavabos, que son muy absorbentes y poseen gran resistencia mecánica. El primer experimento consiste en frotar la pajita o el trozo de tubería de PVC con el pañuelo seco durante unos treinta o cuarenta segundos. Inmediatamente adquiere la propiedad de atraer pequeños objetos como cabellos, confeti y pedacitos de papel. Esta propiedad la pierde cuando pasa algún tiempo, que depende de la humedad del aire, o cuando la descargamos tocándola con la mano. Podemos electrizar un cuerpo frotándolo con otro. Por ejemplo frotando una pajita de refrescos, un globo o un peine de plástico, con una servilleta de papel. La combinación plástico-servilleta de papel es la más apropiada para trabajar en el aula, ya que la servilleta limpia la superficie del objeto a la vez que lo electriza, absorbiendo pequeñas cantidades de grasa o agua.
  • 10. 10 Si se quiere disponer de más cantidad de carga eléctrica, aconsejamos utilizar un trozo de unos 50 centímetros de longitud de tubería de PVC no muy gruesa, bien desengrasada con alcohol y electrizada con los mismos elementos. Primer resultado: la pajita siempre a trae a los cuerpos pequeños. Este es el fenómeno que debemos explicar. La fuerza eléctrica es muy fácil de observar. Se pueden realizar experimentos más espectaculares empleando un bote de refresco vacío, una pila de linterna o un lápiz grueso, situados en una mesa de superficie lisa o, mejor, cubierta por una superficie de vidrio. Como indica la figura cuando se aproxima una pajita cargada por frotamiento con una servilleta, en la forma descrita, veremos que estos elementos se desplazan por la mesa. De momento dejaremos sin explicar estos fenómenos, pero plantearemos a nuestros alumnos el problema de encontrar la posible explicación a esta nueva fuerza, la de naturaleza eléctrica. Otros experimentos sencillos con una pajita electrizada. Este es el momento en que debemos enfrentar a nuestros alumnos con la necesidad de explicar los resultados experimentales Pero nosotros, que sabemos cómo son lo, podemos explicarnos el fenómeno perfectamente Normalmente los cuerpos tienen el mismo número de electrones que de protones y no tienen carga eléctrica. Se dice que son eléctricamente neutros
  • 11. 11 Pero cuando los frotamos con lana o una servilleta de papel, se electrizan, Es decir que adquieren carga eléctrica neta.. Unos 2000 años después de Tales. William Gilbert (1544-1603) demostró que la electricidad y el magnetismo eran fenómenos diferentes. El vidrio, el ámbar y muchas otras sustancias de podían electrizar por frotamiento en aire seco y atraían a otros cuerpos, aunque con el tiempo perdían la propiedad. Gilbert llamó a las fuerzas que producían estos fenómenos fuerzas eléctricas, ya que en griego la palabra para designar al ámbar es elektron. De esta palabra se derivan electricidad y electrónica. Gilbert inventó el versorium para determinar si un objeto estaba electrizado, independientemente de si era magnético o no. Nosotros hemos construido un versorium para en el aula, muy sencillo pero muy sensible. Consiste en un trozo de papel de aluminio grueso, del que se utiliza en los moldes para repostería, de la forma que indica la figura, suspendido de un hilo que se mantiene tenso por medio de un peso pequeño. Su funcionamiento es muy simple: en el momento en que se acerca un cuerpo electrizado el versorium se mueve hacia éste, sirviendo como indicación de la presencia de carga eléctrica. También podemos emplear este instrumento par demostrar que los fenómenos electrostáticos son de diferente naturaleza de los magnéticos, ya que el versorium no es sensible a los imanes..
  • 12. 12 Explicación más compleja. Una varilla metálica sostenida con la mano y frotada con una piel no resulta cargada. Sin embargo, es posible cargarla si se la provee de un mango de vidrio o de ebonita y el metal no se toca con las manos al frotarlo. La explicación es que las cargas se pueden mover libremente en los metales y el cuerpo humano, mientras que en el vidrio y la ebonita no pueden hacerlo. Esto debe a que en ciertos materiales, típicamente en los metales, los electrones más alejados de los núcleos respectivos adquieren libertad de movimiento en el interior del sólido. Estas partículas se denominan electrones libres y son el vehículo mediante el cual se transporta la carga eléctrica. Estas sustancias se denominan conductores.
  • 13. 13 En contrapartida a los conductores eléctricos, existen materiales en los cuales los electrones están firmemente unidos a sus respectivos átomos. En consecuencia, estas sustancias no poseen electrones libres y no será posible el desplazamiento de carga a través de ellos. Estas sustancias son denominadas aislantes o dieléctricos. El vidrio, la ebonita o el plástico son ejemplos típicos. Es de relevancia tener en cuenta, y puede verificarse experimentalmente, que solamente la carga negativa se puede mover. La carga positiva es inmóvil y únicamente los electrones libres son los responsables del transporte de carga. Un material puede ser aislante o conductor según su configuración atómica. Un ejemplo notable son los denominados superconductores, típicamente materiales a bajísima temperatura. Cuando un cuerpo adquiere una carga, ya sea positiva en el caso que pierde electrones o negativa en el caso que los gane, afecta a los demás cuerpos que se encuentran alrededor atrayéndolos o repeliéndolos; este efecto dependerá de la carga del cuerpo: cargas iguales se repelen + +, cargas diferentes se atraen + –. Si un cuerpo está cargado (tiene exceso de electrones), debe volver a su estado de equilibrio, y esto lo logra descargándose, es decir, pasa el exceso de electrones a otro cuerpo, a través del desprendimiento de energía, ya sea en forma mecánica o por chispas. A todos nos ha pasado que, en ocasiones, cuando tocamos a una persona o algún objeto, este nos produce chispas, es decir se descarga; esto sucede porque esa persona u objeto estaban cargados estáticamente. El proceso por el cual un cuerpo adquiere carga se llama inducción electrostática. Como ya lo dijimos, cuando cargamos un material lo que en realidad estamos haciendo es pasar electrones libres de un átomo a otro, y la forma más sencilla de realizarlo es por frotamiento. Algunas veces la acumulación de cargas resulta peligrosa, por ejemplo, en los camiones que transportan gas, porque el movimiento del camión hace que el aire roce en él, es decir, el aire le pasa
  • 14. 14 electrones al camión por medio de fricción y lo carga electrostáticamente, por lo que cualquier chispa podría provocar una catástrofe. Por esa razón, estos vehículos llevan arrastrando una cadena en la parte inferior, así el exceso de electrones se descarga a tierra. No necesariamente debe existir contacto directo entre dos materiales para que estos se descarguen; muchas veces, cuando un cuerpo se encuentra muy cargado, los electrones saltan de un material a otro produciendo un arco eléctrico entre ellos. Un ejemplo son las nubes que, al frotarse con las moléculas de aire, adquieren carga eléctrica y, por lo tanto, buscarán una salida para este exceso de electrones, entonces, se produce lo que conocemos como rayos. Los rayos transportan gran energía y pueden llegar a ser muy peligrosos si no se les proporciona una ruta más corta a tierra, por ello se hace uso de los pararrayos que son muy efectivos para dar esta salida. El término dinámico significa ‘movimiento’; cuando hablamos de electricidad dinámica, nos referimos a los electrones en movimiento. Para que la electricidad sea realmente útil, debe encontrarse en movimiento, y la fuente que genere este tipo de electricidad debe tener sus cargas eléctricas en constante renovación. Un cuerpo puede adquirir carga electrostática y, al entrar en contacto con otro objeto, se descarga, es decir, entra en equilibrio, pues generar energía dinámica tiene como fin que, cuando los electrones pasen de un cuerpo a otro, aun existan más electrones. De esta forma, la electricidad será realmente útil y podremos aplicarla en diferentes ámbitos, por ejemplo, encender una lámpara, un televisor, un celular, etcétera.
  • 15. 15 En 1799, el conde italiano Alessandro Volta inventó la pila eléctrica. Volta se dio cuenta de que, mediante la acción química, se podían renovar constantemente las cargas, es decir, los electrones que salen del terminal negativo de la batería son electrones libres y entran en contacto con el conductor (por ejemplo cobre). Estos electrones libres entran en las bandas de conducción del cobre y desplazan los electrones que ahí se encuentren; así pues ese electrón desplazado entra en otro átomo y desplaza a otro electrón; esto se hace en un ciclo en cadena hacia el terminal positivo de la batería donde se anulan las cargas. La unidad de medición de los electrones que circulan a través de un circuito es el coulomb, nombre que se le dio en honor a Charles Augustin de Coulomb. El coulomb representa 6.28X10^18 electrones. Energía estática un susto o un peligro..??? Desde las losetas de caucho o los materiales sintéticos utilizados en el suelo, hasta las cintas transportadoras o las correas de transmisión de la maquinaria pueden producir electricidad estática; también la manipulación de combustibles líquidos, como el gasoil o alcohol, o algunos procesos de fabricación. Conocer qué medidas preventivas y de protección son las más adecuadas es vital para garantizar la salud y la seguridad de los trabajadores. Quién no ha sentido en algún momento de su vida los efectos y manifestaciones físicas de lo que comúnmente se denomina estática o, más técnicamente, electricidad estática. Quién no ha realiza- do con fascinación la experiencia de frotar la car- casa de plástico de un bolígrafo con su manga para observar, con curiosidad, cómo atrae bolitas de lana o trocitos de papel. Fue el filósofo griego Tales de Mileto el que hace unos 2.500 años describió este fenómeno al frotar trozos de ámbar y descubrir sus mágicas atracciones sobre pequeños objetos, dando origen a la palabra elektron que es la designación griega para el ámbar. Otros ejemplos cotidianos de la manifestación de la electricidad estática son la repulsión que sufre el cabello cuando lo cepillamos, la des- carga que se produce si tocamos la ropa de otra persona cuando el suelo es de moqueta, o la pequeña sacudida que recibimos al bajar del auto- móvil y acercar la mano a la puerta.
  • 16. 16 Los ejemplos anteriores, que pueden ser más o menos anecdóticos e inofensivos, resultan mucho más peligrosos cuando las descargas electrostáticas se producen en el ámbito laboral, en ambientes donde existe presencia de sustancias con propiedades inflamables y/o explosivas, y donde las consecuenc ias de la electricidad estática pueden ser dramáticas. Actividades tan cotidianas en la industria como el trasvase de líquidos inflamables de unos a otros recipientes de almacenamiento, la carga y descarga de cisternas de abastecimiento de combustibles en las estaciones de servicio, o el almacenamiento en silos de polvos potencialmente explosivos como la harina pueden generar, y de hecho han provocado, incendios y explosiones de extrema grave- dad que han tenido su origen en descargas electrostáticas accidentales. En una situación intermedia entre las propiedades más o menos curiosas de la electricidad estática y los riesgos potenciales de incendio y explosión asociados a este fenómeno, pero de una gran importancia económica para las empresas, también se encuentran los problemas que pueden afectar a la productividad de las líneas de fabricación y a la calidad de los productos terminados. En efecto, la generación de electricidad estática suele provocar la acumulación de partí- culas de polvo en superficies con carga estática causando atracción de partículas sólidas con los consiguientes problemas de acumulación de suciedad en productos terminados, aumento de atranque de líneas, colmatación de filtros, tamices obstruidos, tuberías de conducción bloquea- das, pintura y recubrimientos superficiales no distribuidos homogéneamente, etc. Para evitar los accidentes con la electricidad estática es preciso realizar un breve análisis de la problemática que pueden crear en determinadas actividades laborales y dar un repaso de las posibles soluciones que hoy día existen en el mercado para contrarrestar su efecto negativo, tanto en relación con las molestias causadas por su presencia en las áreas de oficinas –lo que entraría en el campo de estudio de la ergonomía ambiental, como en su aspecto más dañino como son los posibles incendios y/o explosiones que se pueden generar en áreas con este tipo de riesgo –objeto de análisis por parte de la seguridad industrial.
  • 17. 17 Fundamentos físicos de la energía estática El término electricidad define, en general, un fenómeno físico-químico asociado al movimiento de electrones a través de un determinado material. Básicamente, es posible distinguir tres tipos: Electricidad por corriente alterna: generada en los centros de producción y utilizada a diario a través del suministro realizado por las compañías eléctricas. *Electricidad por corriente continua: gene rada por las pilas, las baterías, los acumuladores, etc.). *Electricidad estática: es un tipo de energía que resulta de un exceso de carga eléctrica que acumulan determinados materiales, normalmente por rozamiento.
  • 18. 18 En los dos primeros tipos se produce una circulación dinámica de las cargas, mientras que la electricidad estática se caracteriza porque los materiales forman cargas eléctricas que no se desplazan. Debido al objetivo de este artículo, nos centraremos en exclusiva en el análisis de los fundamentos de este último tipo de electricidad. Unas breves nociones de química funda- mental permitirán comprender mejor el fenómeno de la electricidad estática. Las teorías atómicas modernas afirman que la materia está constituida, básicamente, por tres tipos de partículas: los protones (con carga eléctrica positiva), los electrones (con carga eléctrica negativa) y los neutrones (sin carga eléctrica). Con esta estructura, los átomos tienden al equilibrio y adoptan una distribución espacial de forma que los protones se sitúan jun- to con los neutrones en el núcleo atómico mientras que los electrones se mueven vertiginosa- mente sin una posición fija alrededor de ellos. Se consigue la neutralidad eléctrica y, como consecuencia, una gran estabilidad. Sin embargo, esta estructura ideal sufre pequeñas modificaciones en materiales como los conductores y los aislantes también denominados dieléctricos Materiales conductores: debido a su estructura electrónica superficial, los electrones más alejados del núcleo adquieren una enorme libertad de movimiento dentro de sus átomos convirtiéndose en verdaderos vehículos de transporte de carga eléctrica. Éste es el caso de ciertos materiales como los metales, excelentes conductores de las cargas eléctricas.
  • 19. 19 Materiales aislantes: en contrapartida con los conductores, existen materiales en los que su estructura atómica no les permite a los electrones ese grado de motilidad y se encuentran firmemente unidos a sus correspondientes átomos, estando muy limitado el desplazamiento de cargas a través de ellos. A estas sustancias se las denomina aislantes o dieléctricas y pertenecen a esta categoría materiales tan frecuentes como el vidrio, el plástico, la madera, la moqueta, etc Aunque evidentemente existen situaciones intermedias entre los conductores y los dieléctricos, la diferencia en el comportamiento de las sustancias respecto del desplazamiento de las cargas en su seno depende del tipo de átomos que forman su estructura atómica. Pero ¿cómo un material en principio eléctricamente neutro se puede cargar de electricidad estática? Para explicarlo de manera sencilla, es preciso tener en cuenta que existen tres formas básicas de producir cargas estáticas en los materiales: *Electrización por contacto: un material neutro adquiere una determinada carga eléctrica al ponerse físicamente en contacto con otro material previamente electrizado. En este caso, existe un flujo electrónico desde e lcuerpo que posea mayor densidad hacia el que tenga menor proporción de carga, manteniéndose el movimiento eléctrico hasta que ambos cuerpos se igualen eléctricamente Ambos materiales, por tanto, quedarán cargados con el mismo signo. En estos casos, un material con carga puede transmitir su carga eléctrica a todos los objetos con los que entre en contacto y ser el origen de la contaminación por electricidad estática
  • 20. 20 Electrización por fricción: debido a un proceso mecánico de fricción entre dos superficies diferentes puede producirse un intercambio electrónico entre ambas provocado por su diferente capacidad para retener a los electrones superficiales. En este caso, uno de ellos se queda cargado negativamente (el que tenga mayor afinidad por los electrones) y el otro, positiva- mente (el que la tenga menor). Normalmente, la fricción genera más cantidad de electricidad estática que el menor contacto ya que entran en juego una mayor presión entre las superficies, la velocidad de desplazamiento de ambas y el calor generado en el proceso. Electrización por inducción: en este caso no es necesario el contacto directo entre superficies. Un cuerpo previamente cargado eléctricamente puede inducir en objetos cercanos una separación selectiva de cargas, alterando su neutralidad eléctrica original y provocando una redistribución de sus cargas. Su carga neta no sufre alteraciones pero las zonas próximas al cuerpo inductor se quedan cargadas con signo opuesto al de éste y las más alejadas acumulan cargas de su mismo signo. Si se acerca un elemento inductor con carga eléctrica (en este ejemplo con carga negativa) a un material conductor aislado en estado neutro se produce una separación de cargas inducidas en función de la carga del inductor. Cuando se conecta a tierra o alguna persona toca el conductor se elimina la carga en ese punto y el material inducido tiende a redistribuir las car gas a lo largo de toda su superficie en el momento en que se retira la toma de tierra o la persona dejase de tocar el material. Los materiales conductores no son capaces de acumular electricidad estática, ya que su elevado grado de conductividad eléctrica hace que los electrones generados por contacto o por fricción se desplacen y redistribuyan a gran velocidad a través de toda su superficie (esta propiedad es aprovechada para utilizar compuestos metálicos muy conducto- res como excelentes vehículos de transporte de electricidad).
  • 21. 21 Sin embargo, si un material conductor se carga de electricidad estática y no puede disiparla por encontrarse aislado, puede acumular gran cantidad de carga electrostática en su superficie. Esto es lo que ocurre, por ejemplo, cuando al bajar de un vehículo se sufre una descarga al tocar la puerta; el constante roce del aire con la chapa es el elemento generador de estática que no puede disiparse debido al aislamiento que producen las ruedas de caucho del coche. Puesto que el cuerpo humano es un buen conductor de la electricidad, al tocar la puerta se funciona de puente para liberar la electricidad estática del vehículo hacia el suelo sufriendo una molesta sensación en la punta de los dedos. Los materiales aislantes o dieléctricos son excelentes acumuladores de electricidad estática al tener una gran reticencia intrínseca a desplazar en su seno las cargas generadas por contacto, fricción o inducción. Lógicamente, el comportamiento dieléctrico de los materiales dependerá de su estructura química interna apareciendo sustancias con una mayor o menor capacidad para generar y acumular carga eléctrica y para que esa carga sea de signo positivo o negativo. Aparece así la denominada serie triboelectrica que clasifica a los materiales aislantes en función de capacidad para generar electricidad estática y del sentido positivo o negativo de la misma. Así, por ejemplo, frotar una pieza de vidrio con otra de teflón y separarlas posteriormente daría lugar a una carga electrostática negativa sobre la pieza de teflón y otra de igual magnitud y carga positiva sobre la de vidrio. Finalmente, puede surgir la siguiente pregunta: ¿Cómo se producen las descargas electrostáticas violentas? La respuesta es sencilla, ya que cuando entre un conductor aislado o un material dieléctrico cargado de electricidad estática y otro buen conductor eléctrico (puede ser una toma de tierra) se produce una gran diferencia de potencial y se sobrepasa el poder dieléctrico del aire, la energía electrostática se libera en forma de chispazo bien visible y, en muchos casos, también audible. Es lo que en términos técnicos se denomina descarga disruptiva.
  • 22. 22 Así, la electricidad estática se genera por contacto, fricción o inducción de materiales aislantes y de materiales conductores que se encuentran aislados; y puede liberarse en forma de violentas descargas eléctricas puntuales cuando se ponen en contacto con otro material buen conductor de la electricidad. Actividades o tareas que pueden generar electricidad estática Por el análisis realizado sobre la generación, acumulación y descarga violenta de cargas electrostáticas, es posible sospechar que existen multitud de situaciones laborales en las que puede estar presente este fenómeno. Una relación no exhaustiva de esas situaciones es la siguiente: *Desplazamiento de personas por instalaciones con suelos aislantes. Es habitual en oficinas con suelos sintéticos (moquetas, parqué, corcho, plaquetas acrílicas, alfombras, etc.), en conjunción con dos circunstancias que favorecen la generación de estática: ambiente muy seco debido a una deficiente regulación del aire acondicionado y el uso de ropa de vestir con alto contenido en fibras artificiales. También puede darse esta situación en talleres o naves industria- les con suelos con revestimientos sintéticos y ropa de trabajo de los operarios donde predominan los tejidos acrílicos
  • 23. 23 *Desplazamiento de equipos de trabajo o vehículos de logística por instalaciones con suelos aislantes. Los movimientos de determinados equipos de trabajo dotados de ruedas que los aíslan del suelo (carritos, estanterías metálicas, escaleras portátiles, andamios con ruedas, etc.) o de vehículos logísticos (carretillas elevadoras, traspalets, furgonetas de reparto, etc.) sobre superficies de naves o talleres con revestimientos aislantes (pinturas plásticas o acrílicas, losetas de caucho, plaquetas sintéticas, etc.) pueden generar cantidades no despreciables de carga estática. *Contacto o fricción entre materiales aislantes que forman parte de las estructuras de maquinaria, equipos de trabajo y recipientes de almacenamiento. Numerosas piezas y elementos estructurales de determinadas máquinas y equipos de trabajo que por su función específica se encuentran en continuo movimiento, como cintas transportadoras, correas de transmisión de motores, rodillos, ejes, etc. pueden originar problemas de estática difíciles de solucionar si son de materiales dieléctricos (plástico, caucho, goma, teflón, etc.) y, además, no disponen desde su diseño de conexiones equipotenciales de sus partes metálicas y tomas de tierra adecuadas. Contacto o fricción de materias primas y/o productos elaborados en estado sólido con partes estructurales aisladas eléctricamente que forman parte de maquinaria, equipos de trabajo y recipientes de almacenamiento. La manipulación de materias en forma sólida en el sector
  • 24. 24 industrial genera problemas de acumulación de carga estática, tanto en su fase de fabricación, como en el posterior proceso de transporte y almacenamiento. *Los procesos productivos de materiales en forma sólida que requieren en alguna de sus etapas de fabricación pasar por la fase de lámina o película (papel, plástico, tejidos sintéticos, caucho, goma, etc.) y que afectan a sectores de actividad muy importantes (papeleras, artes gráficas, industria del plástico, fabricación textil, automoción, etc.) son un verdadero problema de generación de electricidad estática. De igual forma, este problema puede ser importante en procesos de fabricación en los que las materias primas sólidas deban ser sometidas a procesos de vertido, mezcla, agitación, filtrado, centrifugación, envasado, etc. en equipos de trabajo aislados o con conexiones de toma de tierra deficientes o inexistentes.
  • 25. 25 *También se da esta situación en el transporte y almacenamiento de materiales sólidos pulverulentos, como harina, soja, grano, semillas, almidón, metales y plásticos en forma de polvo, etc. En estos casos el origen del problema se encuentra en el rozamiento continuo de estos materiales con las superficies de conducciones, tuberías, tornillos sin fin, filtros, tamices, etc. o al ser almacenados a granel en recipientes y/o silos con deficiente tratamiento antiestático. Con partes estructurales aisladas eléctricamente que forman parte de maquinaria y equipos de trabajo. La situación es análoga a la comentada en el punto anterior, con la única diferencia de que la fase móvil es un líquido. Para dar una idea de la magnitud del problema se puede poner como ejemplo la enorme cantidad de líquidos combustibles (gasolina, gasoil, fuel oil, alcoholes, etc.) que a diario se necesita trasegar utilizan- do para ello mangueras (suministro de gasolineras por parte de camiones cisterna, por ejemplo) o tuberías fijas (tránsito de deriva- dos del petróleo en refinerías y petroquímicas, por citar otro ejemplo). La lucha contra la electricidad estática en estos casos representa uno de los retos preventivos más importantes de las actividades citadas por el enorme riesgo de incendio y explosión que puede representar la aparición de una descarga disruptiva en un ambiente con vapores inflamables o con atmósferas explosivas *El problema se repite, aunque en menor escala, en los almacenes de productos inflamables de innumerables empresas en la que a diario se almacenan, manipulan y mezclan sustancias tan peligrosas como pinturas, lacas, barnices, disolventes, desengrasantes, desinfectantes, etc. En estas operaciones abundan mangueras, recipientes metálicos, bidones, embudos, bombas, etc. cuyo tratamiento antiestático es prácticamente nulo.
  • 26. 26 Riesgos asociados a la generación de electricidad estática Los efectos negativos provocados por la acumulación de cargas electrostáticas pueden ir desde la incomodidad que se experimenta al recibir una descarga en la punta de los dedos al tocar una puerta, hasta las dramáticas consecuencias que origina una explosión en instalaciones donde se manejan sustancias altamente explosivas. Por ello, la lógica aconseja clasificar los riesgos asociados a la aparición de este fenómeno en tres categorías en función de las consecuencias negativas para los trabajadores. Aparición de movimientos reflejos involuntarios: normalmente los efectos fisiológicos de las descargas electrostáticas se limitan a una molesta sensación de picazón o escozor en la piel que suele llevar asociado un acto reflejo instintivo con sacudida muscular más o menos violenta. Aunque no suele provocar lesiones, se trata de una situación ciertamente molesta que si se repite con frecuencia debe ser tratada correctamente. La técnica preventiva encargada de aportar soluciones en este caso es la Ergonomía Ambiental, ciencia dedicada a analizar las situaciones de disconfort que aparecen en los puestos de trabajo aportando soluciones preventivas cuyo objetivo es la mejora continua del medio ambiente en el que se desenvuelve el trabajador. Aparición de movimientos reflejos involuntarios asociados con otras situaciones de riesgo: lo anecdótico que resultan los actos reflejos musculares provocados por las descargas electrostáticas se convierte en un autentico problema de seguridad cuando son sufridos por trabajadores que simultáneamente realizan otras operaciones de riesgo. Entre ellas merece la pena destacar los trabajos en altura (que pueden provocar la caída del trabajador), la manipulación manual de cargas con cierto peso por parte de un trabajador (lo normal es que suelte violentamente la carga atrapándole las manos o las piernas) o realizar operaciones con su equipos de trabajo (con los consiguientes riesgos de quedar atrapado, de aplastamiento, cortes, golpes, etc.). Estas situaciones sí pueden generar accidentes de trabajo muy graves y, por tanto, deben ser analizadas y tenidas en cuenta en las medidas preventivas previstas por las evaluaciones de riesgos de esos puestos. Generación de incendios y/o explosiones: probablemente sea el riesgo más evidente y de mayor gravedad relacionado con la electricidad estática. La conjunción de descargas electrostáticas disruptivas en ambientes donde existen vapores inflamables o explosivos por encima de sus correspondientes límites inferiores de inflamabilidad o explosividad respectivamente, puede llevar apareja- da la aparición de incendios y explosiones de extrema gravedad. En estos casos, sería imperdonable desde el punto de vista preventivo que las instalaciones, los locales, los equipos de trabajo, los sistemas de almacenamiento, los vehículos e, incluso, las personas, no dispusieran de todos los recursos técnicos disponibles para evitar la generación, acumulación y descarga violenta de cargas electrostáticas que pudieran provocar un autentico desastre. En este sentido hay que recordar que la normativa española establece unos requisitos muy severos para evitar la electricidad estática en todas las instalaciones y procesos de trabajo donde exista riesgo de incendio y explosión, exigibles por imperativo legal a todas las empresas que estén en esa situación.
  • 27. 27 Estas actuaciones pueden estar encaminadas directamente hacia la eliminación de cualquier posibilidad de generación de electricidad estática (denominadas medidas de prevención) y que son, sin duda, las más eficaces y efectivas contra este fenómeno; en caso de que sea inevitable su aparición, es preciso disiparlas antes de que alcancen un potencial peligroso y produzcan una descarga violenta en forma de chispazo (son las conocidas como medidas de protección). Desgraciadamente no siempre es posible eliminar en origen la irrupción de cargas electrostáticas peli- grosas (como sería deseable desde el punto de vista de la prevención), por lo que es necesario recurrir a medidas de protección adicionales que minimicen sus efectos. Las medidas de prevención y de protección más eficaces en la lucha contra la electricidad estática son las siguientes: Elección adecuada de materiales en instalaciones y equipos de trabajo desde la fase de diseño. Está claro que si las potenciales descargas electrostáticas son un problema de gravedad para la actividad productiva (refinerías, logística de líquidos inflamables, papeleras, etc.), para determinadas instalaciones o locales (almacenamiento y trasiego de líquidos inflamables, locales con riesgo de incendio o explosión, etc.) o para determinados elementos específicos de equipos de trabajo (cintas transportadoras, bombas, válvulas, filtros, rodillos, mangueras, etc.), es imprescindible que desde su diseño se incorporen la mayor cantidad posible de elementos metálicos (que favorecen el movimiento y disipación de cargas electrostáticas) y se evite la presencia de materiales dieléctricos generadores de estática. En este sentido, se pueden citar como ejemplos *Suelosconductoresantiestáticosde losetasoalfombrasconductivas.
  • 28. 28 *Tratamientos superficiales antiestáticos en partes sometidas a fricción en los equipos de trabajo (poleas, rodillos, cintas transportadoras, etc. *Incorporación de mangueras para líquidos inflamables con almas metálicas y conexión a tierra andamios con ruedas, mobiliario, recipientes antiestáticos, etc. *Como esta medida es de difícil aplicación práctica en algunos casos y nunca es posible asegurar riesgo cero, en la mayoría de las ocasiones debe ser complementada con alguna o algunas de las que se relacionan a continuación: Conexión equipotencial de todos los elementos conductores entre sí complementado con la toma de tierra. La conexión física entre los diferentes elementos metálicos de una instalación o de un equipo de trabajo y su posterior puesta a tierra es una medida esencial y a menudo suficiente para evitar la generación de electricidad estática. Hay que recordar que partes estructurales metálicas como
  • 29. 29 tuberías enterradas, tanques de almacenamiento apoyados en el suelo o equipos de trabajo con buena sustentación sobre el suelo se pueden considerar como puestos a tierra. Control de la humedad relativa del aire. La acumulación de cargas electrostáticas sobre las superficies puede verse minimizada con un incremento de su conductividad eléctrica favorecido por humedades relativas del aire elevadas. Teóricamente, con una humedad relativa del aire por encima del 60 por ciento las cargas electrostáticas prácticamente desaparecen. De hecho, el Real Decreto 486/97 que regula las condiciones de seguridad y salud que deben cumplir los lugares de trabajo establece que en locales donde exista riesgo de presencia de electricidad estática, “la humedad relativa del aire será como mínimo del 50 por ciento”. La manera más eficaz de lograr humedades relativas constantes por encima de ese valor del 60 por ciento es incorporando la humidificación a los sistemas centralizados de aire acondicionado de las instalaciones; si ello no fuese posible, podría conseguirse con aparatos independientes de humidificación insta-ados estratégicamente en los lugares donde se prevea acumulación de estática. En este punto es preciso recordar un aspecto importante: no conviene superar el 80 por ciento de humedad ya que podríamos conseguir que aumentase peligrosamente la carga microbiológica del aire propiciando la posible aparición de otros problemas laborales de tipo respiratorio debido a ese factor. Tratamientos superficiales. Otra forma práctica de potenciar la conductividad eléctrica de las superficies, e indirectamente de reducir la acumulación de cargas electrostáticas, es mediante su tratamiento con detergentes, pinturas, lubricantes, impregnados y otras sustancias polares específicas que favorezcan la formación de películas superficiales conductoras. Suelen aplicarse sobre las superficies mezclados con agua y, aun- que con el uso van perdiendo su eficacia, su incorporación como tratamiento periódico y programado puede dar excelentes resulta- dos prácticos. Ionización del aire. La disipación de car- gas electrostáticas también se puede conseguir mediante la ionización del aire en las proximidades de las superficies cargadas. En condiciones óptimas, el aire se hace suficientemente conductor eliminando de esta forma la electricidad estática generada. Los dispositivos utilizados se denominan ionizadores, neutralizadores o eliminadores de electricidad estática y suelen utilizar como fuentes de ionización radiaciones ionizantes tipo rayos a, f3 o "/, Rayos X, electrodos de alta tensión o neutralizadores de llama. Hay que tener en cuenta que la fabricación y distribución de los ionizadores con fuentes radioactivas requiere homologación por parte de la Administración o consejo regulador en esta materia Elección adecuada de ropa de trabajo. Es de suma importancia, sobre todo cuando el trabajador deba desenvolverse en atmósferas altamente inflamables o explosivas. Para ello, se deben utilizar prendas con altos contenidos en algodón o tejidos comercializados como antiestáticos (evitar en todo momento tejidos sintéticos como el nylon, rayón o lycra o naturales como la seda o la lana) y dotar a los operarios de calzado de seguridad con suelas de goma o sintéticas aislantes.
  • 30. 30 Hoy día el mercado de ropa de trabajo puede suministrar sin ningún problema estos elementos con materiales antiestáticos incorporados a monos, batas, chalecos, delantales, manguitos, polainas, gorros, guantes, etc. Equipos de protección individual específicos de seguridad antiestática. Como complemento preventivo a la ropa de trabajo, es posible utilizar equipos de protección individual específicos, como calzado de seguridad antiestático de cualquier tipo (zapatos, botas, zuecos, etc.), muñequeras metálicas conductivas, gafas de seguridad, guantes antiestáticos, etc., o soluciones tan originales como la incorporación de taloneras o punteras conductivas al calzado normal.
  • 31. 31 Otros dispositivos y elementos de protección antiestática. Dentro de la enorme gama de productos comercializados con el marchamo de antiestáticos se pueden encontrar aplicaciones tan variopintas como: • Papeleras antiestáticas. • Escobas, cepillos u recogedores antiestáticos. • Aspiradores eléctricos antiestáticos (algunos incorporan filtros HEPA como complemento).
  • 32. 32 • Mangueras conductivas para la aspiración o impulsión de polvos combustibles o vapores inflamables. • Paletas conductivos para el transporte con carretillas elevadoras. • Escaleras de mano antiestáticas
  • 33. 33 • Alfombras individuales antiestáticas para puestos de trabajo dotados de pantallas de visualización de datos (PVD). • Sillas ergonómicas antiestáticas. • Material de oficina antiestático (carpetas, porta documentos, reposapiés, esferos, etc.).
  • 34. 34 Evidentemente, la magnitud de las medidas destinadas a contrarrestar los efectos negativos de la electricidad estática dependerán de las consecuencias que puede originar su presencia. Si se quieren eliminar las molestas sensaciones de este fenómeno en áreas de oficinas bastará con elegir suelos adecuados bien porque incorporan materiales con tratamientos antiestáticos, bien porque estén conectadas las losetas equipotencialmente y posteriormente puesto el sistema a tierra–, mantener una humedad relativa del aire en torno al 60 por ciento y complementar el sistema de humidificación con equipos de ionización del aire. En casos extremos, incluso es posible incorporar mobiliario y accesorios de oficina con propiedades antiestáticas, como mesas, sillas, reposapiés, papeleras, carpetas, pomos de puertas, etc. En cambio, si la electricidad estática aparece en instalaciones industriales provocando auténticas situaciones de riesgo de incendio o explosión, sus responsables deben incorporar medidas técnicas de prevención y protección, tales como la elección cuidadosa de materiales antiestáticos en equipos críticos, la conexión equipotencial de elementos y su posterior puesta a tierra, la incorporación de sistemas automáticos de control ambiental del aire (humidificadores, ionización del aire, etc.), la elección de ropa de trabajo y equipos de protección individual antiestáticos Y, sobre todo, el establecimiento de procedimientos específicos de trabajo en los que se relacionen las actividades y zonas susceptibles de generar descargas electrostáticas peligrosas y las medidas preventivas que se deben seguir para evitarlas en cada momento. Solamente es preciso ser consciente de que la electricidad estática puede ser un verdadero problema para arbitrar soluciones adecuadas, ya que hoy día el mercado dispone de múltiples alternativas que se pueden adaptar prácticamente a cualquier situación
  • 35. 35 Capítulo III Análisis de las encuestas aplicadas Pregunta número 1 Sabe usted en que se basa la energía estática? La Mayoría de las personas que fueron entrevistadas no tienen conocimiento sobre esta energía solo el 12,5% saben en que se basan Pregunta número 2 Tiene conocimiento sobre como se genera esta energía? Si No 0 10 20 30 40 pregunta 1 Pregunta 2 Pregunta 3 Pregunta 4 Pregunta 5 Pregunta 6 Encuesta sobrela energia Estatica Si No Pregunta 1 si no
  • 36. 36 En este caso hubo una igualdad entre si y no eso quiere decir que las personas si esta informadas de como se genera Pregunta 3 Usted cree que este tipo de energía esta ennuestro cuerpo? Aquí un 100% de personas están equivocadas ya que si se encuentra esta energía en nuestro cuerpo y no solo esta si no que se genera en el mismo. Pregunta 4 Usted cree que esta energía es peligrosa? Aquí un 60 % acertó pero mas de la mitad de las personas no saben el riesgo que corren cuando se genera esta energía Pregunta 5 Sabe si esta energía se puede transmitir a los aparatos tecnológicos.? Pregunta 3 si no Pregunta 4 si no Pregunta 2 1er trim. 2º trim.
  • 37. 37 Aquí solo 5 personas que equivale al 12% sabe cómo prevenir esta energía eso quiere decir que las personas no saben cómo prevenir Pregunta 6 Saber que precauciones tomar ante esta energía? En esta pregunta nadie puso que si sabía eso quiere decir que nadie está informado sobre las precauciones que se debe tomar para prevenir las catástrofes que puede causar esta energía Pregunta 5 si no Ventas si no
  • 38. 38 CAPITULO IV ASPECTOS ADMINITRATIVOS Para realizar esta investigación necesite de algunos recursos como tiempo y paciencia y dedicación ya que tuve que recolectar mucha información y preguntar a algunos Físicos que conocen sobre el tema y ellos me supieron explicar de una mejor manera de todo lo necesario para poder realizar esta monografía me he demorado dos semanas en recolectar información he interpretarla de una manera en que las personas que sigan con esta investigación puedan entender y mejorarla y si en algo me he equivocado me corrijan y sigan hasta que lleguen la verdad sobre esta energía tan rara. RECURSOS NESCESARIOS Los recursos que mas utilice fue el internet y algunos amigos que dominan el tema aparte de esto necesite dinero para poder llevar todo esto ya que necesite para el pasaje de los buces también para algunos experimentos que están detallados en la monografía. Cronograma de actividades
  • 39. 39 CONCLUSIONES Que este tipo de energía es muy peligrosa en el ámbito laboral más para hospitales o empresas donde hay el contacto o fricción entre materiales conductores o maquinarias pesadas ya que están producen este tipo de energía y sino han tomado todas las precauciones ya antes mencionadas pueden ocurrir accidentes catastróficos como incendios o descargas eléctricas y estos pueden llevar a cosas peores hasta la perdidas de alguna vida humana por eso hay q tomar en cuenta todo lo que está redactado en el trabajo investigativo. Todas las empresas o negocios deben tomar precauciones para que no ocurran desastres ya que se han dado casos que ocurren incendios sin saber cuál es el origen de el mismo pero gracias a las investigaciones de Físicos y de algunos científicos particulares llegaron a que una simple energía pudiera provocar desastres y solo por no tener conocimiento de esta y no saber cómo tomar precauciones pero gracias a este trabajo investigativo he logrado establecer las precauciones de debemos tomar para que ya no ocurran estas catástrofes.
  • 40. 40 RECOMENDACIONES *Que todas las personas ya sea en nuestro hogar o lugar debemos tomar precauciones para que ya no ocurran estos accidentes ya que esta energía se encuentra en todos lados o se genera por el mínimo rose entre dos superficies no importa el material o la composición química de las dos superficies ya sean conductoras o aislantes la fricción hace q se produzca esta energía que están traicionera *Que todas las empresas o compañías del mundo deben tomar muy enserio este tema ya que es muy peligroso en este campo laboral no solo por los daños materiales sino también por la vida de los trabajadores porque si ocurre una catástrofe han de haber más de una vida perdida