Controle Da Eletricidade Estática

CONTROLE DA ELETRICIDADE ESTÁTICA EM PLANTAS QUÍMICAS

P. E. Pascon

Um número significativo de incêndios e explosões que

ocorrem na indústria tem como causa a eletricidade

estática. No caso de explosões envolvendo pós, as

investigações disponíveis revelam que 9% delas tiveram

o centelhamento estático como fonte de ignição; sendo

que este valor sobe para 35% em se tratando apenas de

pós poliméricos. Entendendo o processo de geração de

carga poderemos controlar e/ou eliminar este perigo

através de medidas adequadas como dimensionamento,

aterramento, materiais não-metálicos condutores,

ionização, etc....

Introdução

A geração de eletricidade estática é essencialmente

um fenônemo de superfície associado ao contato e

separação de duas superfícies heterogêneas. Pode ser

interpretado como um efeito resultante da

transferência de elétrons ou íons de uma superfície

para outra. A diferença de potencial entre as duas

superfícies em contato é pequena, da ordem de 1 volt.

Entretanto, após a separação, o potencial dos

materiais sobe rapidamente na medida em que a

distância entre as superfícies carregadas aumenta e se

exerce trabalho contrário ao campo elétrico. A relação

entre a carga eletrostática e a diferença de potencial é

dada por:

Q = V C onde,

Q = carga eletrostática no objeto, em Coulombs

V = diferença de potencial no sistema, em Volts

C = capacitância do sistema, em Farads

Os problemas de segurança associados com materiais

eletrostaticamente carregados se devem

principalmente aos perigos de fogo e explosão que

podem ocorrer se a carga acumulada for suficiente

para causar uma descarga na presença de gases,

vapores ou pós inflamáveis. Também é fato que, em

muitas situações corriqueiras, a energia envolvida

numa descarga eletrostática pode causar choques

elétricos sérios em seres humanos.

A eletrificação estática ocorre tanto com materiais

eletricamente condutores como materiais nãocondutores,

mas o acumulo de níveis perigosos de

carga normalmente requer que pelo menos um

elemento seja não-condutor. Os compostos

envolvidos na indústria química não são puros ou

limpos e o nível de eletrificação é muito

freqüentemente determinado pela contaminação

superficial, impurezas, materiais absorvidos ou

adsorvidos, ao invés da constituição química básica

do sólido ou líquido.

A natureza e a energia da centelha descarregada

depende, entre outras coisas, da natureza elétrica do

corpo carregado (condutor ou isolante) e da forma das

superfícies através da qual ocorre a descarga. A

relação entre a carga eletrostática (Q), diferença de

potencial (V), capacitância elétrica (C) e a energia

máxima da centelha (E) é dada por:

E = 1/2 Q2/C = 1/2 CV2 onde,

E é expresso em joules

Materiais não condutores

Um número crescente de equipamento e itens de

instalação tem sido nos últimos anos fabricados em

materiais não condutores (plásticos, borrachas,

compósitos). Um dos nossos problemas tem sido o de

decidir se tubulações, vasos, tanques, ciclones, etc...

construídos com estes materiais, nos quais carga

eletrostática pode ser gerada e retida, podem ser

especificados para compostos inflamáveis. A

possibilidade de choque físico também deve ser

considerada durante a concepção da instalação.

Virtualmente todas as investigações indicam que,

qualquer que seja o método de geração de carga, a

densidade de carga pode, sob certas condições,

atingir um nível no qual a força do campo próximo da

superfície do material de construção é

suficientemente grande para causar um descarga

elétrica da superfície.

Para uma chapa plana esta densidade de carga é 2,9 x

10-5 C.m-2 . A densidade de carga requerida para

iniciar a descarga depende, entre outras coisas, da

forma da superfície. Experimentos com tubos de

polietileno mostram, entretanto, que a densidade de

carga