Artikkelin kirjoitti: Juha-Matti Kuoppala, myyntijohtaja, Condair Oy

Miten staattisuutta torjutaan kostutuksella?

Staattiset sähköiskut vaivaavat meistä jokaista silloin tällöin, mutta staattisen sähkön kertyminen teollisessa valmistuksessa voi usein aiheuttaa ongelmia tuotantoprosessissa ja näin heikentää koneiden toimintavarmuutta sekä tuotteiden laatua. Staattisesti varautuneesta tuotantolaitteesta voi käyttäjälle aiheutua myös vakava turvallisuusriski. Helppo ja tehokas ratkaisu staattisuuden vähentämiseen löytyy sisäilman kosteuspitoisuuden hallinnasta.

Staattista sähköä syntyy, kun kaksi pintaa osuu yhteen ja sitten erkanee toisistaan. Elektronien vaihtuminen kahden pinnan välillä johtaa varauksen epätasapainoon, mikä aiheuttaa sähköistä jännitettä. Mikäli varaus ei pääse maadoittumaan, jää se kyseessä olevaan esineeseen. Tästä johtuukin termi "staattinen sähkö", joka tarkoittaa kirjaimellisesti liikkeen puutetta.

Kuten yleisesti tiedetään, vesi johtaa erinomaisesti sähköä, oli se sitten kaasumaisessa tai nestemäisessä muodossa. Mikäli ilmassa on riittävästi kosteutta, esineissä luonnostaan esiintyvä sähkövaraus voi purkautua ilman läpi niin, ettei staattisuus ehdi varautua ja aiheuttaa ongelmia. Sähköstaattiseen purkaukseen (ESD) liittyviä ongelmia esiintyy pääasiassa talvella, jolloin sisäilman kosteuspitoisuus on alhainen.

Alle 40 % suhteellinen kosteus on talvisin melko tyypillinen sisätiloissa, joita ei kostuteta. Kylmän ulkoilman lämmittäminen noin 21 asteeseen laskee ilman suhteellisen kosteuden alle staattisen sähkön kertymisen raja-arvon. Usein myös teollisuusprosesseissa koneista ja laitteista syntyvä hukkalämpö laskee ilmankosteutta entisestään.

Hallitsematon staattisen sähkön varautuminen voi aiheuttaa kolmea ongelmaa: Ensinnäkin pinnat voivat vetää toisiaan puoleensa, koska sähkövaraukset ovat vastakkaisia (vastakohdat vetävät toisiaan puoleensa). Toisekseen pinnat voivat hylkiä toisiaan. Kolmanneksi staattinen varaus voi myös purkautua, jolloin saattaa syntyä kipinöitä sekä epämiellyttävä sähköisku kun esimerkiksi kävelee matolla ja sitten tarttuu metalliseen ovenkahvaan. Esimerkiksi paperipainoissa ja samankaltaisilla aloilla staattisuus voi aiheuttaa paperin jumiutumisen koneeseen. Lääketeollisuudessa voi käydä niin, etteivät pillerit asetu kunnolla läpipainopakkauksiin. Kemianteollisuudessa staattisen purkauksen aiheuttama hallitsematon kipinä voi kirjaimellisesti aiheuttaa räjähdyksen.

"Tutkimusten mukaan jännitteet, joita syntyy esimerkiksi silloin, kun kävellään vinyylilattialla tai synteettisellä matolla, voivat vähentyä jopa 92-98 prosenttia silloin kun kosteustaso on korkeampi."

Sisäilman kosteus voidaan pitää staattisen kynnysarvon yläpuolella lisäämällä ennakoivasti kosteutta rakennusten sisäilmaan ilmankostutusjärjestelmän avulla. Tutkimusten mukaan jännitteet, joita syntyy esimerkiksi silloin, kun kävellään vinyylilattialla tai synteettisellä matolla, voivat vähentyä jopa 92-98 prosenttia silloin kun kosteustaso on korkeampi.

Staattisuuden torjuntaan on olemassa monia teollisia järjestelmiä, kuten ilman ionisointijärjestelmiä, maadoitusjohtoja ja pintakäsittelyjärjestelmiä. Staattisen sähkön torjuminen sisätiloja kostuttamalla on siinä mielessä järkevää, että se tarjoaa kattavan ratkaisun koko tilaan. Tilan koosta riippumatta sopiva ilmankostutusjärjestelmä löytyy tilanteeseen kuin tilanteeseen ja pitää yllä ihanteellista ilmankosteutta läpi vuoden. Sumutuskostuttimia voidaan käyttää kosteudenhallintaan suurissa tuotantoympäristöissä, kun taas seinään asennettavat höyrykostuttimet voivat olla erittäin kätevä vaihtoehto pienempiin tiloihin, kuten digitaaliprinttereihin ja magneettikuvaussaleihin.

Sisäilman kosteuden pitämisestä yli 40 % RH:ssa on muutakin hyötyä kuin staattisuuden ehkäisy. Tutkimusten mukaan 40-60 % suhteellinen kosteus on ihanteellinen terveyden kannalta. Ihmisen hengitysteiden immuunijärjestelmä toimii tällöin optimaalisesti ja ilmassa leviävien virusten määrä ja tarttuvuus vähenee merkittävästi. Nämä tekijät yhdessä vähentävät kausiluonteisia hengityselinsairauksia ja sairaslomapäiviä työpaikoilla. Tuottavuus paranee myös valmistuksessa, kuten painotaloissa, pakkausyrityksissä ja elintarviketeollisuudessa, sillä materiaalien kosteushäviö pienenee, tuotteiden laatu paranee ja jätteen määrä vähenee.