Aplicaciones de la electrostática
Física de campos
Anderson Cantillo Torres
Lic. Bernardo Nuñes
Grupo AD2
Corporación universitaria de la costa
03 de octubre del 2011
Barranquilla - atlántico
Hoy día Podemos observar la aplicación de electrostática en: 1. FUNCIONAMIENTO DE LAS IMPRESORAS LASER: La impresión láser se basa enteramente en la interacción electrostática, el mismo fenómeno que produce que un plástico atraiga trozos de papel tras ser frotado con una prenda de fibra.
Impresora láser
Para comprender la impresión electrostática, basta saber que las cargas eléctricas pueden ser positivas o negativas, y que las cargas de signo opuesto se atraen, mientras que las cargas de igual signo se repelen. En primer lugar, se carga negativamente toda la superficie de un tambor fotosensible, del tamaño de una hoja. Acto seguido, se hace avanzar el tambor línea a línea, y un láser recorre horizontalmente cada línea, ayudado por un espejo giratorio (en otras palabras, se produce un proceso de barrido). El láser incide en los puntos donde la tinta se deberá fijar, invirtiendo la carga (que ahora será positiva). El láser se desconecta en los lugares donde no deberá aparecer tinta (quedando con carga negativa). Por tanto, tras recorrer todo el tambor, solo habrá cargas positivas en los puntos donde deberá depositarse tinta, mientras que el resto (lo que constituirá el fondo blanco del papel) queda cargado negativamente. En otras palabras, se ha conseguido crear una imagen electrostática de la hoja a imprimir, mediante cargas positivas sobre un fondo de cargas negativas.
1.1.Puntos cargados positivamente Los puntos cargados positivamente en el tambor atraen partículas de tóner (material electronegativo mezclado con un pigmento que lo dota de color). Por tanto, la imagen final queda "dibujada" sobre el tambor por medio de puntos negros de tóner. El papel a imprimir se carga positivamente en su totalidad. Por tanto, al hacerlo pasar por el tambor, atraerá a las partículas de tóner (que tienen carga negativa), y la imagen quedará finalmente formada sobre papel. Finalmente, el tóner adherido al papel se funde mediante la aplicación de calor, haciendo que quede totalmente fijado al papel. Se consigue así imprimir una página en una sola pasada, al contrario que en las impresoras de inyección de tinta, donde la página se imprime línea a línea. Antes de imprimir una nueva página, se realiza un borrado electrostático del tambor, dejándolo preparado para un nuevo ciclo.
2. en los televisores principalmente en el (CRT)
El tubo de rayos catódicos (CRT del inglés Cathode Ray Tube) es una tecnología que permite visualizar imágenes mediante un haz de luz constante a una pantalla de vidrio recubierta de fósforo y plomo. El fósforo permite reproducir la imagen proveniente del haz de luz, mientras que el plomo bloquea los rayos X para proteger al usuario de sus radiaciones. inventado por William Crookes en 1875. Se emplea principalmente en monitores, televisores y osciloscopios, aunque en la actualidad se están sustituyendo paulatinamente por tecnologías como plasma, LCD, LED o DLP. Algunas pantallas o televisores que utilizan tubos catódicos pueden acumular electricidad estática, inofensiva, sobre el frontal del tubo, lo que puede implicar la acumulación de polvo, que reduce la calidad de la imagen. Se hace necesaria una limpieza (con un trapo seco o un producto adecuado, ya que algunos productos pueden dañar la capa anti-reflejo, si ésta existe).
3. en algunos tratamientos contra el cáncer: EL IMPACTRÓN 90-90 El principio activo del moderno aparato lo componen dos placas metálicas suficientemente aisladas y De un tamaño superior a una persona estando sentada. Las placas electrostáticas están ubicadas a Prudente distancia a lado y lado del paciente el cual actúa como dieléctrico central del condensador Gigante. El Impactrón consta de otros dos aparatos de alta tecnología que sirven de coadyuvantes En la aplicación de los impactos electroestáticos de cubrimiento total. 4 Uno de los aportes principales del “Impactrón” es que extiende su campo de acción a todo el cuerpo y al mismo tiempo sin la necesidad de estar polarizando parte por parte. (En nuestra Teoría, Cuando se habla de cáncer, hay que considerar el cuerpo entero y no únicamente la zona Donde se manifiesta el efecto o sea el tumor.) Debido a que cualquier perturbación del potencial de membrana hacia valores negativos Significará corrientes netas de entrada que despolarizarán la célula más allá del punto de Cruce. Cualquier perturbación hacia valores positivos significará corrientes netas de salida que Hiperpolarizarán la célula. Así, cualquier cambio del potencial de membrana de pendiente Positiva tiende a devolver a la célula al valor de cruce con el eje
La cantidad de estímulo necesario para provocar la actividad de una neurona, se denomina Umbral de excitabilidad. Alcanzado este umbral, la respuesta es efectiva, independientemente de la interrupción o Aumento del estímulo. Aquí opera “ la ley del todo o nada”. Aplicar terapias con electrodos o dispositivos pequeños trae la desventaja de no lograr una Repolarización homogénea existiendo el peligro de “corrimiento” energético” a otros sitios debido a La ley de distribución y conservación de la energía. En cambio, los transductores de gran tamaño Posibilitan realizar el tratamiento en una sola acción a distancia sin molestar al paciente con cambios De posiciones que puedan incomodarlo. Nos alejamos aquí de la visión fracciona lista de la medicina actual que trabaja sobre la parte Ignorando el todo; gran falla que se ve en los resultados poco confiables.
4. En Los Filtros Electrostáticos Industriales En todos los procesos industriales, uno de ellos la cocción de alimentos en bares y restaurantes, se generan una serie de subproductos, de muchos de ellos ya se ha demostrado que afectan la salud de las personas ó a su bienestar y que deterioran a la vez el medio ambiente. Este producto, esta pensado para paliar estos efectos. A diferencia de la mayoría de los filtros mecánicos que simplemente captan las partículas aerotransportadas más grandes, los purificadores electrónicos DELSAN atraen y retienen los contaminantes como si fueran poderosos imanes. Millones de partículas de polvo, humo y polen son
llevadas a través del aire hacia el depurador. Los filtros-precipitadores electrostáticos, se basan en el hecho de que las partículas cargadas eléctricamente, sujetas a un campo eléctrico, son atraídas hacía los electrodos que crean dicho campo y son depositadas sobre ellos. La separación de las partículas suspendidas en el aire, requieren tres etapas fundamentales :
1) La ionización de las partículas suspendidas en el aire, lo logramos haciendo pasar aquellas a través de un sistema de electrodos construidos con hilos de tungs- teno de 0,2 mm. de Ø y unas placas de aluminio. 2) Cargadas ya las partículas suspendidas, al pasar a través de un campo electrostático, construido por un conjunto de placas de aluminio conectadas alternativamente a distinto potencial, se mueven hacía los electrodos donde quedan depositadas. En el caso de gotas líquidas, se produce coalescencia, y la película líquida se aprecia se desliza a lo largo de las placas de aluminio. 3) Eliminación del material recogido en los electrodos, mediante la limpieza de los mismos. La eficiencia de este tipo de filtros esta ligada a la velocidad de paso del aire contaminado. Con una velocidad alta en la primera etapa, es difícil el proceso de ionización, pudiendo ocurrir que alguna partícula no quede ionizada y en la segunda etapa, esa velocidad hace que la inercia del ión no pueda ser contrarrestada por la fuerza del campo electrostático y el ión no quede retenido en las placas colectoras.
5. La Pintura Electrostática Conocida tan bien como Pintura en polvo es un tipo de recubrimiento que se aplica como un fluido, de polvo seco, suele ser utilizado para crear un acabado duro que es más resistente que la pintura convencional. El proceso se lleva a cabo en instalaciones equipadas que proporcionen un horno de curado, cabinas para la aplicación con pistolas electrostáticas y por lo general una cadena de transporte aéreo, donde se cuelgan las partes, por lo general electrodomésticos, extrusiones de aluminio, partes de automóviles y bicicletas donde se cubren con una pintura en «polvo» (también llamada laminación).
Se consiguen excelentes resultados tanto en términos de acabado y sellado hermético. En la industria manufacturera se encuentra una amplia aplicación, de hecho, desde un punto de vista cualitativo, es más fácil de aplicar, y desde un punto de vista ecológico, no crea ningún problema para los operadores y el medio ambiente. Se puede aplicar a los siguientes materiales tales como el acero, aluminio y metales galvanizados. Con los colorantes se pueden obtener todos los matices de color, incluso la gama de RAL. Usos y aplicaciones de la pintura en polvo electroestático
Objetos, piezas y partes metálicas ferrosas y no ferrosas Muebles metálicos y plásticos de oficina, Archivadores, Armarios de metal (Lockers), Gabinetes, Ductos, Repisas, Pedestales, Costados, Mástiles, Bases, Pantallas, Faldones, Herrajes y accesorios para oficina abierta.
Sector Comercial Estanterías, Exhibidores, Luminarias, Equipos de calefacción, Señales de tránsito, Esculturas, Ornamentación, Bicicletas, Motocicletas, Amortiguadores, Piezas de automóviles, Limpia brisas, Exhostos, Cerrajería, Artesanías, Juguetes, Artículos en alambre, Cajas fuertes.
Sector Industrial Lámina, Tubería, Platina y perfilería en Cold Rolled y Hot Rolled, Maquinaria, Herramientas, Imprimaciones Anticorrosivas, Andamios, Piezas metalúrgicas, Vigas, Planchas, Formaletas, Estanterías, Ductos, Caños, Tuberías, Galpones, Silos, Electrodomésticos. Partes y piezas de automóviles, Tejas metálicas onduladas y acanaladas, Ductos de ventilación.
Sector Hospitalario Camillas, Estructuras de mesas y camas, Biombos, Ortopédicos, Escalas, Carros de instrumentación, Mesas puente, Paneles médicos.
Sector Eléctrico Canaletas, Dieléctricos, Poste de Alumbrado, Portacables, Tableros, Contadores, Cofres, Bastidores, y Gabinetes eléctricos.
6. Aceleradores electrostáticos: Los primeros aceleradores se construyeron a comienzos de la década de los treinta, en el Reino Unido y en E.E.U.U. con el propósito de proporcionar suficiente energía a iones livianos como hidrógeno y helio, para que penetren a la región de las fuerzas nucleares. El acelerador británico fue diseñado por los físicos Cockroft y Walton en Cambridge en 1930, en tanto que E. Lawrence y M. S. Livingston desarrollaron en Berkeley el primer ciclotrón en 1932. Desde entonces otros aceleradores se han construído para obtener haces de mayores energías. La evolución de los aceleradores de partículas a lo largo del tiempo indica una tendencia hacia energías cada vez más altas. Desde los años setenta las energías se han ido superando desde algo menos de 1 MeV (1 x 10 6 eV) hasta Cerca de 1 TeV (1 x 1012eV). El incremento de energía ha sido estimulado por. Investigaciones cada vez más profundas en la estructura de la materia. Estas máquinas han sido fundamentales en generar conocimientos en campos tales como fuerzas nucleares, reacciones nucleares, producción de radionuclídos, interacción de radiaciones con la materia y otros. Aceleradores en el rango de energías menores de 10 MeV son muy abundantes. Los aceleradores más antiguos fueron construídos principalmente para realizar investigaciones en física nuclear. En la década de los ochenta, se inició la producción de un tipo de acelerador más compacto y orientado preferentemente a trabajos aplicados de tipo interdisciplinarios. En los nuevos destinos estas máquinas continúan generando conocimientos básicos en campos diversos como física atómica, física del estado sólido, ciencias de los materiales y otras, al mismo tiempo que transfieren metodologías nucleares a otras áreas.
7. Precipitador electrostático: Una importante aplicación de la descarga eléctrica en gases es un dispositiva llamado precipitador electroestático. Este aparato se utiliza para eliminar partículas de materia de los gases de combustión, reduciendo de ese modo la contaminación del aire. En especial es útil en centrales carboeléctricas y en operaciones industriales que generan grandes cantidades de humo. Los sistemas actuales son capaces de eliminar más del 99% de la ceniza y el polvo (en peso) del humo. La figura muestra la idea básica de un precipitador electrostática. Se mantiene un alto voltaje (por lo común, de 40 kV a 100 kV) entre el alambre que corre hacia abajo por el centro de un ducto y la pared exterior, la cual
esta conectada a tierra. El alambre se mantiene a un potencial negativo respecto de las paredes, por lo que el campo eléctrico se dirige hacia el alambre. El campo eléctrico cerca del alambre alcanza valores suficientemente altos para producir una descarga en corona alrededor del alambre y la formación de iones positivos, electrones e iones negativos, O2 Cuando los electrones y los iones negativos se aceleran hacia la pared Exterior por medio de un campo eléctrico no uniforme, las partículas de polvo en la corriente de gas se cargan a partir de los choques y la captura de iones. Puesto que la mayor parte de las partículas de polvo cargadas son negativas, pueden ser extraídas hacia la pared exterior mediante un campo eléctrico. Al sacudir de manera periódica el ducto, las partículas se desprenden y caen, y se agrupan en el fondo. Además de reducir el nivel de partículas de materias en la atmósfera, el precipitador electrostática recupera de la chimenea materiales valiosos en forma de óxidos metálicos.
8. micrófono de electret: El llamado micrófono de condensador electret o, simplemente, electret, es una variante del micrófono de condensador que utiliza un electrodo (fluorocarbonato o policabonato de flúor) laminal de plástico que al estar polarizado no necesita alimentación. Que las placas estén polarizadas significa que están cargadas a perpetuidad desde el mismo momento de su fabricación (son polarizados una sola vez y pueden durar muchos años). La carga electrostática fue inducida en la placa móvil (diafragma) durante el proceso de fabricación, cuando la misma fue sometida a una temperatura de 220 grados, al tiempo que se le aplicaban 4000 voltios. La existencia de esta carga electrostática hace que para alimentar las placas ya no sean necesarias ni pilasni alimentación phantom para su funcionamiento, sin embargo, si que se requiere ésta alimentación para proporcionar energía al preamplificador. Como el diafragma pesa menos (tiene menor masa), la respuesta en frecuencia del micrófono electret está más cerca de la respuesta que proporciona un micrófono de bobina móvil, que de la que ofrece un micro de condensador convencional. Lo habitual es utilizar una pila de 1.5 v, aunque se puede usar la alimentación phantom, no es conveniente, pues sobrealimentar constantemente el micro acorta su vida útil. En cuanto a su directividad, pueden ser omnidireccionales o direccionales. Los micrófonos electret son robustos por lo que soportan la manipulación y además tienen como gran ventaja el que su tamaño puede ser muy reducido. Por ese pequeño tamaño, el micro electret se usa en aquellas aplicaciones que aprovechan esta ventaja:
Como Micro de solapa. La mayoría de micrófonos de solapa usados en televisión son del tipo electret. Más aún, cuando su fabricación en masa, permite que su coste sea económico. Como micro de las pequeñas grabadoras portátiles que usan los profesionales en exteriores (para obtener declaraciones para radio, etc.). Como micrófonos para ser pegados a instrumentos específicos, de percusión, metales, pianos acústicos, cuerdas, etc. Como micrófonos de los celulares (teléfonos móviles).
9. fumigadores electrostáticos: Recientemente, se ha desarrollado un fumigador electrostático que utiliza una tecnología llamada “air -assisted electrostatics” (la electrostática con asistencia aérea). Sencillo en su diseño, este sistema es capaz de aumentar el control de insectos y enfermedades en el cultivo, y a la vez, reducir la cantidad de agua y agroquímicos aplicados. Este fumigador también es instrumental para los agricultores que desean usar químicos que no dañan el medio ambiente. Los fumigadores electrostáticos producen un vapor de gotitas con carga eléctrica que se lleva a la planta a través de un flujo de aire en alta velocidad. Este proceso resulta dos veces más eficaz en depositar los químicos que el de los fumigadores hidráulicos y los fumigadores no electrostáticos. La fumigación electrostática optimiza el control de insectos y enfermedades, y a la vez reduce el costo de aplicación. ESS produce varios modelos de fumigadores electrostáticos para el uso con pesticidas agrícolas. Fumigadores de mano y sistemas automáticas de fumigación en neblina funcionan muy bien en invernaderos. Para el cultivo de campo, hay varios tamaños de fumigadores con enganche de tres puntos.
Figura 1. Fumigador electrostático para aplicaciones en los Invernaderos.
9.1. O t r a i n n o v a c i ó n reciente en la fumigación Electrostática es el desarrollo de sistemas automáticas operados por reloj. Tales sistemas sirven muy bien en la f fumigación de invernaderos. Un vapor con carga eléctrica entra en el aire del invernadero mediante un ventilador oscilante. Puesto que todas las gotas llevan la misma polaridad, serepulsan y se distribuyen equilibradamente por todo el invernadero. Cuando las gotas se acercan a la planta, son atraídos eléctricamente a la superficie de la planta. Con una sola máquina ESS Automatic, se puede fumigar más de 25,000 pies cuadrados en una sola aplicación.
10. Aplicación de Soluciones al Cuerpo Humano El bronceado color marrón sin sol utiliza los atomizadores electrostáticos que fueron probados y utilizados en un esfuerzo conjunto entre ESS y uno de sus clientes. El resultado ha sido una línea muy exitosa para broncear sin exponerse al sol. La maquina ofrece un nivel de calidad de la aplicación y uniformidad que no tiene comparación en la industria. Este cliente ha vendido más del doble del número de bronceado sin exposición al sol que todos sus competidores. El mismo enfoque se puede dar con otros usos, tales como aplicaciones de bronceadores, jabones, lociones, desinfectantes, aún en medicina para víctimas por quemaduras.
Sanitización: La desinfección en hoteles y restaurantes usando las aspersoras electrostáticas es ideal porque da un tratamiento completo. Sólo la electrostática permite cubrir completamente las formas complejas y penetrar en grietas y rincones. Los propietarios y directores de hoteles y restaurantes pueden estar seguros de que ellos hacen todo lo posible para proporcionar un ambiente limpio y seguro. La aspersión puede realizarse
Conclusión:
-En esta investigación pude concluir de que manera es usado a diario la electrostática en nuestras vidas, pude aprender con esta experiencia que en la física se encuentran muchos beneficios para nosotros como algunas expuestas en el trabajo entre las que se encuentran procesos para la cura de enfermedades como el cáncer. La ayuda que ofrece en los diferentes tipos de trabajos tales como:
La Agricultura, Grandes Industrias y Hasta En Microempresas
-También se pudo comprender a lo largo de la investigación, que la electrostática es una de las ramas de la física que más se acopla al trabajo humano (ya sea para grandes cosas o pequeñas partículas) -Al final de la investigación me siento satisfecho por a ver ampliado mis conocimientos a cerca de la electrostática y los usos valiosos que se le pueden dar
Bibliografía: http://electrostaticas.com/Articles/Sistema%20de%20Aspersion %20Electrostatica%20-%20version%20Apr%202%202006.pdf http://www.magnumastron.org/mundoconsciente/teslatron.pdf a
ficsicaweb/Tubo_de_rayos_catódicos#Electricidad_est.C3.A1tic física cuántica en el desarrollo humanista http://es.wikipedia.org/wiki/Micr%C3%B3fono_electret http://.al.impactron.%#D2
Introducción: Como ya sabemos la electrostática es la rama de la física que estudia los fenómenos eléctricos producidos por distribuciones de cargas estáticas o en reposo por eso. En esta investigación lo que se pretende es ampliar un poco más el conocimiento que ya tenemos sobre las aplicaciones de la electrostática, a continuación estaré planteando algunos de los muchos usos que esta nos ofrece entre los cuales hay para todo tipo de ocasiones y tipos como: el micrófono electrt, una novedosa creación como el impactron, etc Y observar en algunos procesos como se cumplen las leyes aplicables que tenemos en a física como la ley de coulomb, maxwell entre otras.
