Descarga electrostática:

Muchas descargas de todo tipo

La descarga electrostática (conocido por las siglas en inglés ESD, que significan electrostatic discharge) un fenómeno electrostático que hace que circule una corriente eléctrica repentina y momentáneamente entre dos objetos de distinto potencial eléctrico; como la que circula por un pararrayos tras ser alcanzado por un rayo.

El término se utiliza generalmente en la industria electrónica y otras industrias para describir las corrientes indeseadas momentáneas que pueden causar daño al equipo electrónico.

Principales causas:

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Para comprender el proceso de formación de dicha corriente hay que considerar que un cuerpo cualquiera está formado por un número indeterminado de moléculas ligadas entre sí por fuerzas de atracción y repulsión que les permite sostenerse en equilibrio sin que entren en contacto. Sabemos que el electrón es la más pequeña cantidad de agente eléctrico, la partícula elemental de electricidad negativa. Sabemos que dichos electrones tienen una estabilidad precaria en el átomo y pueden abandonar su órbita a consecuencia de un choque, fricción, conmoción nuclear y otras muchas circunstancias.

Si tenemos en cuenta que el cuerpo humano actúa como (positivo) y los electrones (negativo) y que, además, dos cuerpos cargados en sentido opuesto se atraen, se comprende por qué se produce una descarga en el dedo cuando se toca la extremidad de un objeto metálico, excelente conductor eléctrico, cargado con electrones, cuya virtud consiste en acumularse en las partes extremas o periféricas de las materias.

Como, por otra parte, la elevación de temperatura favorece al desprendimiento de electrones, o mejor dicho, la electrización, el roce de las nubes entre si o el de las capas de aire seco, así como los roces de frenos y correas del coche, incrementan considerablemente la triboelectricidad.

Este tipo de electricidad estática es la principal causa de las descargas electrostáticas, que se generan a menudo a través de la electrificación de contactos eléctricos o la separación de cargas eléctricas que ocurre cuando dos materiales hacen contacto y después se separan. Los ejemplos de este tipo incluyen caminar sobre una alfombra, descender de un coche, o quitar algunos tipos de empaquetados de plástico. En todos estos casos esta fricción entre dos materiales cargado con electricidad de distinto signo da lugar a la electrificación, creando así una diferencia de potencial eléctrico que puede conducir a un acontecimiento de descarga.

Otra causa de las descargas electrostáticas es la inducción electrostática. Esta puede ocurrir cuando un objeto eléctricamente cargado se pone cerca de un objeto conductor aislado de tierra. La presencia del objeto cargado crea un campo electrostático que crea cargas eléctricas distribuidas por la superficie del otro objeto. Aun cuando la carga electrostática neta del objeto no haya cambiado, ahora tendrá regiones de exceso de carga positivas y negativas. Un acontecimiento de ESD puede ocurrir cuando el objeto entra en el contacto con una trayectoria conductora. Por ejemplo, las regiones cargadas en las superficies de unicel de tazas o de bolsos plásticos pueden inducir un potencial en componentes sensibles próximos de ESD mediante el fenómeno de inducción electrostática y la descarga puede ocurrir si el componente se toca con una herramienta metálica.

Historia y antecedentes:

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Para la mayoría de las personas, la electricidad estática no es más que el simple calambre que se experimenta al tocar la manilla metálica de una puerta después de haber andado sobre una alfombra, o de haberse deslizado en el asiento de un automóvil.

Sin embargo, el campo de la electrostática va mucho más allá, puesto que ha sido un grave problema para la industria durante siglos. A principios del siglo XV, los fuertes Europeos y del Caribe usaban ya procedimientos de control y dispositivos para prevenir que las descargas electrostáticas hiciesen explotar los almacenes de pólvora negra. En la década de 1860 aproximadamente, las fábricas de papel de EE.UU. Usaban los aterrizamientos básicos, técnicas de ionización de flama y tambores de vapor para disipar la electricidad estática de las redes de papel cuando pasaban a través del proceso de secado. Cualquier negocio y proceso industrial ha tenido en algún momento sus propios problemas con respecto a la carga y descarga electrostática. Ejemplos claros pueden ser la munición y explosivos, la farmacéutica, agricultura, impresión y artes gráficas, textiles, pintura o plásticos. En todos ellos, el control de la electricidad estática tiene una importancia significativa.

Con la llegada de la era tecnológica, aparecieron también nuevos problemas en este ámbito. Conforme los aparatos electrónicos se hacían más rápidos y pequeños, su sensibilidad con respecto a las descargas electrostáticas o ESD, se veía aumentada. Hoy día, las ESD tiene un impacto significativo en cada uno de los aspectos de la electrónica.1

A pesar del gran esfuerzo realizado en el último cuarto de siglo, las ESD aún afectan al rendimiento de la producción, los costes, la fiabilidad del producto, etc. Los expertos de las industrias han estimado que el promedio de pérdidas de producto relacionadas con la electricidad estática va desde un 8% hasta un 33%.

Tipos:

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La forma más llamativa o espectacular de una ESD es la “chispa”, que ocurre cuando un campo electrostático fuerte crea un canal conductivo ionizado a través del aire. Sus efectos pueden llevar desde un pequeño malestar sobre una persona, hasta fuego y explosiones si el aire contiene gases o partículas combustibles, pasando, evidentemente, por causar serios daños sobre los equipos electrónicos.

Muchas de las descargas electrostáticas ocurren sin una “chispa” visible o audible, por ejemplo, una persona porta una carga relativamente pequeña y puede que no sienta la descarga, pero ésta es lo suficientemente potente para dañar componentes electrónicos muy sensibles. Estos tipos de descargas invisibles, pueden causar fallos en los dispositivos, e incluso degradarlos de una forma más pasiva, afectándolos a largo plazo y dando fe del daño cuando ya ha avanzado bastante su tiempo de vida.

Chispa o rayo:

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La "chispa" se da cuando la fuerza del campo eléctrico supera la fuerza dieléctrica del aire (aproximadamente de 4 – 30 kV/cm). Esto puede causar un rápido incremento del número de electrones e iones libres en el aire, provocando que el aire se convierta de pronto en un conductor eléctrico mediante un proceso llamado “caída dieléctrica”.

El mejor ejemplo de una "chispa" natural, es la caída de un rayo. En este caso, la diferencia potencial entre una nube y el suelo, o entre dos nubes, es de cientos de millones de voltios. La corriente resultante que fluye a través del aire ionizado provoca una liberación de energía de forma explosiva.

Las "chispas" pueden causar graves explosiones debido a las altas temperaturas que se alcanzan durante su desarrollo. Un ejemplo de ello es el desastre del dirigible Hindenburg, que, tras numerosas teorías sobre cómo se produjo el accidente, éste fue atribuido a una descarga electrostática que prendió fuego a unos paneles manchados con termita, un compuesto que es altamente inflamable. La aeronave había pasado por una tormenta donde había adquirido una gran carga electrostática. La descarga ocurrió cuando fueron a amarrar las cuerdas para aterrizar en Nueva Jersey en 1937.

Historia y antecedentes:

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Para la mayoría de las personas, la electricidad estática no es más que el simple calambre que se experimenta al tocar la manilla metálica de una puerta después de haber andado sobre una alfombra, o de haberse deslizado en el asiento de un automóvil.

Sin embargo, el campo de la electrostática va mucho más allá, puesto que ha sido un grave problema para la industria durante siglos. A principios del siglo XV, los fuertes Europeos y del Caribe usaban ya procedimientos de control y dispositivos para prevenir que las descargas electrostáticas hiciesen explotar los almacenes de pólvora negra. En la década de 1860 aproximadamente, las fábricas de papel de EE.UU. Usaban los aterrizamientos básicos, técnicas de ionización de flama y tambores de vapor para disipar la electricidad estática de las redes de papel cuando pasaban a través del proceso de secado. Cualquier negocio y proceso industrial ha tenido en algún momento sus propios problemas con respecto a la carga y descarga electrostática. Ejemplos claros pueden ser la munición y explosivos, la farmacéutica, agricultura, impresión y artes gráficas, textiles, pintura o plásticos. En todos ellos, el control de la electricidad estática tiene una importancia significativa.

Con la llegada de la era tecnológica, aparecieron también nuevos problemas en este ámbito. Conforme los aparatos electrónicos se hacían más rápidos y pequeños, su sensibilidad con respecto a las descargas electrostáticas o ESD, se veía aumentada. Hoy día, las ESD tiene un impacto significativo en cada uno de los aspectos de la electrónica.1

A pesar del gran esfuerzo realizado en el último cuarto de siglo, las ESD aún afectan al rendimiento de la producción, los costes, la fiabilidad del producto, etc. Los expertos de las industrias han estimado que el promedio de pérdidas de producto relacionadas con la electricidad estática va desde un 8% hasta un 33%.

Normativa:

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Hay varias normativas usadas actualmente, que incluyen las normas europeas EN 100015, EN61340-5-1, y la norma americana ANSI/ESD 20:21.

La EN 61340-5-1 ha superado ahora a la EN 100015, y es el estándar principal en Europa.

la ANSI/ESD 20:20 se utiliza principalmente en Norteamérica. Los fabricantes que todavía usan la EN10015 deben ponerse al día con la EN 61340-5-1 tan pronto como les sea posible.

La ESDA desarrolló el estándar S20.20 que además es soportado por ANSI y conocido como estándar ANSI ESD S20.20. Éste cubre todos los requisitos para el diseño, establecimiento, implementación y mantenimiento de un programa completo de control de ESD. El nacimiento de este estándar tiene su origen en que, tradicionalmente, eran los militares los que desarrollaban las especificaciones y medidas para el control de la ESD en su EE.UU. Sin embargo, con el paso del tiempo se centraron más en buscar una comercialización de sus estándares que en desarrollar nuevos. Fue entonces cuando el Departamento de Defensa pidió a la ESDA que convirtiese el MIL-STD-1686 en un estándar comercial, el ANSI/ESD S20.20

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Pero ésto fue hace casi 30 años. Los estándares actuales de la ESDA, están divididos en tres grupos principales:

Los que proveen de un programa de control de ESD y sus requisitos. Esto incluye documentos como ANSI ESD S20.20-2007—Standard of the Development of an ESD Control Program, ANSI/ESD S8.1—Symbols-ESD Awareness, o ESD TR20.20—ESD Handbook.
Los que cubren los requisitos para productos y procedimientos específicos. Algunos de los estándares típicos de este grupo son: ANSI/ESD S6.1—Grounding y ANSI/ESD S541—P ackaging Materials for ESD Sensitive Items.
Los que establecen estándares para los métodos de prueba y evaluación de productos y materiales. Un ejemplo de ello puede ser ANSI/ESDA-JEDEC JS-001-2010—Device Testing, Human Body Model.3.


ahora lo prometido: muchas descargas!

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fin del post!

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