Aplicações
Manobras de cargas eléctricas
Definição técnica
A derivação de cargas elétricas mediante escovas industriais é uma solução técnica utilizada para eliminar ou dissipar a eletricidade estática em determinadas superfícies, que são geradas durante processos de produção, manipulação ou transporte de materiais ou simplesmente pelo atrito dessa superfície, através dos filamentos das escovas industriais para outras peças conectadas à terra e fazer a descarga elétrica.
Este fenómeno eletrostático aparece com frequência em linhas de fabrico onde existe atrito entre superfícies, movimento de tapetes transportadores, bobinagem de materiais ou manipulação de filmes plásticos, entre muitas outras casuísticas.
As escovas condutoras permitem estabelecer um ponto de descarga controlado entre a superfície carregada e uma estrutura metálica conectada à terra separada da anterior, evitando acumulações perigosas de eletricidade estática. Esta função é crítica em setores industriais onde a eletricidade estática pode provocar problemas de segurança, defeitos de produção ou interferências em equipamentos eletrónicos, mas principalmente potenciais problemas de segurança contra as pessoas ou as instalações.
A correta dissipação de cargas eletrostáticas contribui para melhorar a segurança das instalações, prevenir riscos de ignição em atmosferas potencialmente explosivas e garantir a estabilidade de processos industriais sensíveis.
Tipos de escova para derivar cargas elétricas
A derivação de eletricidade estática consegue-se mediante diferentes configurações de escovas industriais concebidas para manter um contacto controlado com o material carregado. A seleção do tipo de escova depende principalmente do tipo de processo, da geometria da máquina e da superfície que gera a carga eletrostática.
Podemos diferenciar dois tipos principais de escovas antiestáticas:
- Escovas com filamentos condutores, cuja missão é que haja condutividade elétrica através de si mesmos para derivar cargas elétricas.
- Escovas com filamentos antiestáticos, que dispõem de filamentos que não geram eletricidade estática.
Cuja definição vem determinada principalmente pela escolha do filamento adequado.
| Tipo de filamento da escova | Aplicação principal | Formato escova recomendado |
|---|---|---|
| Fibra de carbono | Máxima condutividade elétrica, mas escassa resistência | Tiras, ripas e cilindros |
| PA6 condutora | Moderada condutividade elétrica com alta resistência | Tiras, ripas e cilindros |
| PA6 antiestática | Evitar geração de estática em trabalhos motorizados | Discos e cilindros |
| Naturais (tampico, cavalo) | Evitar geração de estática em trabalhos motorizados | Tiras, ripas e cilindros |
| Arame de latão | É tanto antiestático como condutor. Não gera faíscas e tem dureza e capacidade de trabalho | Ripas, discos e cilindros |
| Arame de aço ao carbono | É condutor, e tem muita dureza e capacidade de trabalho | Ripas, discos e cilindros |
| Arame de aço inoxidável | É condutor, e tem muita dureza e capacidade de trabalho | Ripas, discos e cilindros |
Escovas condutoras com fibra de carbono
As escovas com filamento condutor de fibra de carbono são uma das soluções mais utilizadas para dissipar cargas eletrostáticas em linhas industriais. O seu design consiste num perfil metálico ou de alumínio que sustém filamentos condutores de fibra de carbono capazes de entrar em contacto com a superfície carregada.
Instalam-se frequentemente em tapetes transportadores, equipamentos de manipulação de materiais ou linhas de embalamento onde o movimento contínuo gera acumulação de eletricidade estática. O contacto suave do filamento com a superfície permite descarregar a energia eletrostática sem danificar o produto.
Este tipo de escova caracteriza-se pela sua facilidade de instalação, adaptabilidade a diferentes geometrias de maquinaria e baixa manutenção.
O filamento é extremamente suave, o que não afeta em nada nas peças ou o processo, mas tem o aspeto negativo da nula capacidade de fazer outro trabalho e escassa resistência.
Escovas com filamentos de PA 6 condutora
As escovas condutoras com filamentos sintéticos de PA6 condutora utilizam-se principalmente em maquinaria rotativa onde o material se desloca de forma contínua em redor de rolos ou tambores. São habituais em processos de conversão de materiais como filme plástico, papel, têxteis técnicos ou laminados.
O filamento condutor com base sintética de poliamida 6, permite descarregar as cargas eletrostáticas geradas pelo atrito entre o material e os elementos mecânicos da máquina.
Estas escovas têm menos capacidade condutiva elétrica que os metais ou a fibra de carbono, mas têm uma grande capacidade de trabalho complementar como uma limpeza, movimentos de peças ou resistência, assim como uma vida ao atrito adequada e comparável com o resto dos filamentos de poliamida técnica.
Escovas com filamentos de PA 6 antiestática
As escovas com filamentos sintéticos de PA6 antiestática utilizam-se principalmente nas mesmas aplicações de trabalho que a anterior PA6 condutora, mas que em vez de querer descarregar cargas eletrostáticas queremos que a escova não as gere, o qual é o enfoque contrário.
O filamento antiestático com base sintética de poliamida 6, evita que na superfície na qual se trabalha se gerem cargas eletrostáticas geradas pelo próprio atrito entre o material e os filamentos da escova.
Estas escovas têm uma grande capacidade de trabalho complementar como uma limpeza, movimentos de peças ou resistência, assim como uma vida ao atrito adequada e comparável com o resto dos filamentos de poliamida técnica, e ao mesmo nível que a PA condutora.
Escovas com filamentos naturais
As escovas com filamentos naturais têm propriedades antiestáticas utilizam-se principalmente nas mesmas aplicações de trabalho que a anterior PA6 antiestática
O filamento natural como o tampico ou o cavalo evita que na superfície na qual se trabalha se gerem cargas eletrostáticas geradas pelo próprio atrito entre o material e os filamentos da escova.
Estas escovas têm uma grande capacidade de trabalho complementar como uma limpeza, movimentos de peças ou resistência, assim como uma vida ao atrito adequada embora menor que os filamentos técnicos em base de poliamida.
Como vantagem têm o seu menor custo que os sintéticos antiestáticos mas a disponibilidade não está assegurada ao ser um produto natural e os preços têm efeitos de volatilidade.
Escovas com arames de latão
As escovas montadas com arames de latão têm tanto propriedades antiestáticas já que não geram nem faíscas nem eletricidade estática, são ao mesmo tempo condutivas, e têm capacidade de trabalho.
O filamento de arame de latão utiliza-se amplamente em instalações que estás submetidas a ambientes explosivos categorizados como ATEX.
Estas escovas têm uma capacidade de trabalho moderada em comparação com outros metálicos para efetuar serviços de limpeza.
Escovas com arames de aço ao carbono.
As escovas montadas com arames de aço ao carbono têm propriedades condutivas e ao mesmo tempo, são os mais agressivos com grande capacidade de trabalho.
O filamento de arame de aço ao carbono é muito utilizado, mas não tanto pela sua capacidade condutiva mas pela sua capacidade de trabalho e resistência
Mas em certas ocasiões como em casos de alta temperatura ou agentes químicos utilizam-se também procurando a sua capacidade condutiva.
Escovas com arames de aço inoxidável.
As escovas montadas com arames de aço inoxidável têm similares propriedades condutivas que o aço ao carbono e ao mesmo tempo, são quase tão agressivos como eles.
O filamento de arame inoxidável ao carbono é muito utilizado, mas não tanto pela sua capacidade condutiva mas pela sua capacidade de trabalho e resistência em aplicações nas quais há que trabalhar com superfícies também de aço inoxidável para evitar a contaminação química.
Aplicações por setor
A acumulação de eletricidade estática é um problema recorrente em numerosos processos industriais. As escovas condutoras permitem controlar este fenómeno e evitar os seus efeitos negativos em diferentes setores produtivos.
Indústria alimentar
Em linhas de produção alimentar, a eletricidade estática pode provocar a aderência de partículas, pó ou restos de produto a superfícies de maquinaria e tapetes transportadores. Isto pode afetar tanto a limpeza dos equipamentos como a qualidade do produto final, e especialmente a contaminação dos alimentos fabricados.
As escovas antiestáticas utilizam-se para dissipar estas cargas em tapetes transportadores, sistemas de embalamento e equipamentos de manipulação de produtos secos ou pulverulentos.
Indústria do packaging
Em processos de fabrico de embalagens, manipulação de filme plástico ou embalamento automatizado, o atrito entre materiais gera importantes acumulações de eletricidade estática.
Isto pode provocar problemas como:
- Adesão não desejada entre lâminas
- Atração de pó
- Dificuldades no posicionamento do material
- Segurança
As escovas condutoras instaladas estrategicamente na maquinaria permitem eliminar estas cargas eletrostáticas e melhorar a estabilidade do processo produtivo.
Indústria do plástico
A transformação de materiais plásticos é um dos ambientes onde mais frequentemente aparece eletricidade estática. Processos como extrusão, termoformado ou bobinagem de filme geram cargas eletrostáticas devido ao contacto e separação contínua de superfícies e as próprias propriedades dos plásticos.
A utilização de escovas condutoras permite descarregar estas cargas antes de que provoquem problemas de manipulação do material ou interferências no processo.
Indústria eletrónica
No fabrico de componentes eletrónicos, inclusive pequenas acumulações de eletricidade estática podem danificar ou afetar a dispositivos sensíveis ou afetar a fiabilidade dos circuitos.
As escovas antiestáticas utilizam-se para garantir uma descarga controlada das superfícies manipuladas durante o processo produtivo, minimizando riscos de descarga eletrostática (ESD).
Indústria química e zonas ATEX
Em ambientes industriais onde existe presença de gases inflamáveis, vapores ou pó combustível, a acumulação de eletricidade estática representa um risco potencial de ignição.
A instalação de escovas condutoras conectadas à terra permite eliminar as cargas eletrostáticas geradas pelo movimento de materiais e reduzir o risco de faíscas ou descargas perigosas.
Seleção técnica da escova adequada
A seleção de uma escova condutora para derivar cargas elétricas deve realizar-se tendo em conta vários fatores técnicos relacionados com o processo industrial e as características da maquinaria.
É muito importante pensar se a escova vai ter um serviço complementar ao de derivação de cargas eletrostáticas ou não, para a correta seleção de do material do filamento, segundo a tabela anterior.
Um dos aspetos mais importantes é o tipo de superfície sobre a qual se gera a eletricidade estática. Superfícies plásticas, filmes, tecidos técnicos ou materiais laminados apresentam comportamentos eletrostáticos diferentes e podem requerer distintos tipos de filamento condutor.
Também é necessário considerar a velocidade de rotação ou avanço do material. Em linhas de alta velocidade é fundamental que a escova mantenha um contacto estável sem gerar desgaste excessivo nem afetar o processo produtivo.
A temperatura de trabalho é outro fator relevante, especialmente em processos onde o material ou a maquinaria alcançam temperaturas elevadas. Nestes casos selecionam-se filamentos condutores capazes de suportar condições térmicas exigentes.
Em determinados setores industriais também devem ter-se em conta requisitos normativos específicos. Por exemplo, aplicações em contacto com alimentos requerem materiais compatíveis com normativas alimentares, enquanto instalações em zonas com risco de explosão devem cumprir com requisitos ATEX.
Por último, a agressividade do filamento deve ajustar-se cuidadosamente para garantir uma descarga efetiva sem danificar o material ou a superfície tratada, e devemos assegurar que o material do filamento disponha da suficiente condutividade elétrica para derivar a carga elétrica de que se dispõe na instalação
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FAQ
Que tipo de escova necessito para eliminar eletricidade estática num tapete transportador?
Para tapetes transportadores utilizam-se habitualmente escovas strip com filamento condutor, fabricadas com poliamida 6 condutora como arames metálicos. Estas escovas permitem manter um contacto suave com a superfície do tapete e descarregar as cargas eletrostáticas para a estrutura metálica conectada à terra.
Que diferença há entre uma escova antiestática e uma condutora?
Os filamentos antiestáticos é aquele que não gera eletricidade estática no atrito com uma superfície, enquanto que o condutivo é um material que permite a passagem da eletricidade através de si para derivar a carga elétrica através de si mesmo à ligação à terra.
Que filamento é melhor para aplicações antiestáticas?
Os filamentos mais utilizados para a derivação de cargas eletrostáticas são a fibra de carbono e o aço ao carbono ou inoxidável. A fibra de carbono é especialmente eficaz para dissipar eletricidade estática com um contacto suave, enquanto que o aço oferece maior resistência mecânica em aplicações industriais exigentes.
As escovas condutoras devem ligar-se à terra?
Sim. Para que a derivação de cargas elétricas seja efetiva, a escova condutora deve estar ligada a uma estrutura metálica ou sistema de ligação à terra que permita evacuar a eletricidade estática acumulada.
Além disso, há que ter em conta que o corpo seja também condutor ou pelo menos haja contacto permanente da ligação à terra com os filamentos.
Podem-se fabricar escovas antiestáticas à medida para maquinaria específica?
Sim. As escovas técnicas para derivação de cargas elétricas costumam fabricar-se à medida para adaptar-se à geometria de cada máquina, incluindo dimensões, densidade de filamento, tipo de suporte e sistema de fixação.
