Elektryczność statyczna: co to jest i jakie niesie zagrożenia dla zdrowia?

To niewielkie wyładowanie, które odczuwasz dotykając przedmiotu, nazywa się elektrycznością statyczną. Czytaj dalej, aby dowiedzieć się, jak powstaje, jakie niesie zagrożenia i jak ich uniknąć.

Przejrzane i zatwierdzone przez: pielęgniarka Leidy Mora Molina.

Napisany przez Rafael Victorino Muñoz

Ostatnia aktualizacja: 28 marca, 2023

Zjawisko elektryczności statycznej może wystąpić niemal wszędzie i o każdej porze. Występuje, gdy ładunki zgromadzą się na obiekcie i rozpraszają się w kierunku mniej naładowanego obiektu, który wchodzi z nim w kontakt. W fabryce, w biurze, w domu, kiedy ściskasz komuś dłoń, dotykasz klamki, ocierasz się o powierzchnię… nagle wyskakuje iskra, która może przestraszyć. Elektryczność statyczna nie zawsze jest tak nieszkodliwa.

Bezpośrednio samo wyładowanie nie jest niebezpieczne, ale może się wiązać z okolicznościami, które są. Wybuch lub pożar, gdy w pobliżu są materiały łatwopalne, lub wypadek w miejscu pracy spowodowany nagłym ruchem.

Co to jest elektryczność statyczna?

Elektryczność statyczna powstaje w wyniku nagromadzenia energii w danym materiale. Niezależnie od tego, czy są przewodnikami, czy nie, ciała mają zdolność pochłaniania i zatrzymywania stacjonarnego potencjału elektrycznego.

W elektryczności statycznej elektrony przemieszczają się przez ciało, docierając do jego krawędzi. W przeciwieństwie do tego, gdy elektrony przepływają z jednego końca ciała na drugi, elektryczność jest dynamiczna. To jest to, co znamy jako zwykły prąd.

Elektryczność statyczna objawia się w postaci wyładowań, gdy obiekt, który ma więcej zgromadzonej energii, styka się z innym obiektem o mniejszym ładunku. I wtedy powstaje iskra, często widoczna. To wyładowanie jest minimalne i nie przekracza 0,005 ampera.

Ludzkie ciało jest dobrym przewodnikiem elektryczności, a także akumulatorem. Co dziwne, może przechowywać dużą ilość energii. Jeśli nie osiągnie 4000 woltów, nie doświadczysz iskier.

Akumulacja zależy od kilku czynników:

• Im większy ruch, tym większy ładunek.
• Pewne cechy fizyczne osoby (np. nadmierna potliwość).
• Kontakt z ciałami podatnymi na ładunek.
• Bliskość pól elektrycznych generowanych przez naładowane ciała.
• Wilgotność w środowisku.
• Odzież, ponieważ włókna syntetyczne sprzyjają gromadzeniu się ładunków.
• Rodzaj podłogi, ponieważ elektryczność statyczna jest częstym problemem związanym z parkietem.

Jak powstaje elektryczność statyczna

Uważa się, że wszystkie elementy generują elektryczność statyczną, niezależnie od ich stanu: stałego, ciekłego lub gazowego. W rzeczywistości wyładowania atmosferyczne są spowodowane tarciem cząsteczek pary wodnej w chmurach.

Zwykle w ciałach istnieje podobny ładunek między elektronami (ujemnymi) i protonami (dodatnimi). Oznacza to, że zwykle utrzymywany jest stan neutralny, który jest stabilny elektrycznie.

Jednak elektryczność statyczna występuje, gdy dwa ciała wymieniają ładunki. Oznacza to, że występuje brak równowagi z powodu różnicy ładunków, która generuje pole elektrostatyczne.

Może to nastąpić na kilka sposobów:

• Przez tarcie między materiałami o różnym składzie lub charakterze. Jeden oddaje, a drugi zyskuje elektrony. Widać to w eksperymencie, który przeprowadzaliśmy w szkole, pocierając grzebieniem włosy.
• Ładowanie przez kontakt: gdy dwa obiekty zbliżają się do siebie lub utrzymują ze sobą kontakt, jeden z nich może zostać naładowany dodatnio lub ujemnie. Innymi słowy, elektrony przemieszczają się z jednego ciała do drugiego.

Do materiałów najbardziej zdolnych do wytwarzania ładunków elektrostatycznych w wyniku tarcia należą szkło, nylon i poliester, poliuretan, akryl, teflon i wszelkie przedmioty wykonane z tych materiałów.

Ilość elektryczności statycznej wytwarzanej przez kontakt jest znacznie mniejsza niż ta wytwarzana przez tarcie. Jednak zjawisko to może objawiać się w równym stopniu.

Zagrożenia dla zdrowia związane z elektrycznością statyczną

Wyładowania elektryczności statycznej mają niewielkie natężenie, więc nie są niebezpieczne dla zdrowia większości ludzi. Przynajmniej nie bezpośrednio.

W wielu przypadkach nie odczujemy nic więcej niż lekki dyskomfort przypominający skurcz, mały dreszcz lub lekki strach. Ale u niektórych osób mogą wystąpić pewne objawy, które każą nam przypuszczać istnienie alergii na elektryczność.

Z drugiej strony u pacjentów z rozrusznikami serca i innymi urządzeniami do implantacji wyładowania elektryczne mogą powodować przejściowe zakłócenia. Nie ma jednak doniesień o uszkodzeniach sprzętu.

Ponadto elektryczność statyczna została powiązana ze stanem znanym jako lipoatrofia półkolista. Zaburzenie to wpływa na tkankę tłuszczową, objawiając się zwiotczeniem przedniej i bocznej części ud. Jednak nie ma wystarczających dowodów na ten temat.

Ryzyko zawodowe

W dziedzinie przemysłu istnieje kilka czynności, które mogą generować lub gromadzić ilości ładunku elektrycznego. Na przykład cyrkulacja płynu z dużą prędkością przez rurociąg, opróżnianie ziarna w silosie, malowanie rozpylaczem wysokociśnieniowym.

W związku z tym w środowiskach pracy można zaobserwować różne sytuacje zagrożenia elektrycznością statyczną. Po pierwsze, jeśli zjawisko to występuje bardzo często, może generować uczucie dyskomfortu, które prowadzi do niezadowolenia z pracy.

Z drugiej strony, w przypadku niektórych zadań porażenie prądem wiąże się z ryzykiem. Na przykład, jeśli osoba pracuje na wysokości, może to spowodować nieuwagę lub nagły ruch, który zwiększa prawdopodobieństwo upadku.

Ponadto w środowiskach zagrożonych pożarem lub wybuchem, w których występują łatwopalne gazy lub substancje (butan, propan, benzyna, alkohol), a także materiały detonujące (proch strzelniczy, dynamit), iskra elektryczna może spowodować wypadek śmiertelny.

Środki zapobiegawcze

Pierwszym i najważniejszym działaniem powinno być wyeliminowanie możliwości powstawania elektryczności statycznej. W tym celu nadrzędne znaczenie w środowiskach pracy ma kontrolowanie zmiennych, które przyczyniają się do rekombinacji ładunków.

Zależy to od kilku czynników:

• Przewodnictwo materiałów: izolator lub słaby przewodnik nie przyczynia się do cyrkulacji nagromadzonych ładunków. Lepsze są więc materiały rozpraszające.
• Odzież robocza: używaj tkanin antystatycznych i unikaj syntetyków.
• Osuszacze: w środowiskach o wysokiej wilgotności względnej cząsteczki wody przenikają przez materiały, zwiększając ich przewodność.
• Stosowanie wykładzin antystatycznych przewodzących.
• Używaj sprzętu do jonizacji powietrza w miejscach pracy tam, gdzie to konieczne.
• Uziemiaj urządzenia elektryczne mające kontakt z podłogą.

Uważaj na elektryczność statyczną we właściwej mierze

W biurze lub w domu dotykanie przedmiotów, które wytwarzają wyładowania elektryczne, jest często powodem do narzekań lub dyskomfortu. Jednak ten problem może wykraczać poza zwykłą uciążliwość, ponieważ może powodować nagłe ruchy prowadzące do wypadków w domu lub w pracy.

W fabryce lub warsztacie, w którym znajdują się substancje niebezpieczne (toksyczne, łatwopalne lub wybuchowe), ryzyko może być większe. Z tego powodu muszą istnieć odpowiednie środki zapobiegawcze i ochronne dla pracowników, zgodnie z przepisami prawa.

Warto zacząć od analizy i oceny potencjalnych zagrożeń. Następnie niezbędne działania i mechanizmy będą zmierzały do kontroli i ograniczenia czynników generujących zrzuty.

Na koniec nie zapominajmy o czynniku ludzkim. Oprócz wszystkich tych środków, pracownicy muszą posiadać wiedzę na temat standardów bezpieczeństwa i higieny pracy.