330px|thumb|Símbolo para componentes electrónicos con riesgo de daño por ESD (izquierda) y equipos protegidos contra electrificación (derecha).
La descarga electrostática (conocido por las siglas en inglés ESD, que significan electrostatic discharge) es un fenómeno electrostático que hace que circule una corriente eléctrica repentina y momentáneamente entre dos objetos de distinto potencial eléctrico;Montaje de componentes y periféricos microinformáticos. IFCT0108, en Google libros como la que circula por un pararrayos tras ser alcanzado por un rayo.
El término se utiliza generalmente en la industria electrónica y otras industrias para describir las corrientes indeseadas momentáneas que pueden causar daño al equipo electrónico.
Principales causas Para comprender el proceso de formación de dicha corriente hay que considerar que un cuerpo cualquiera está formado por un número indeterminado de moléculas ligadas entre sí por fuerzas de atracción y repulsión que les permite sostenerse en equilibrio sin que entren en contacto. Sabemos que el electrón es la más pequeña cantidad de agente eléctrico, la partícula elemental de electricidad negativa. Sabemos que dichos electrones tienen una estabilidad precaria en el átomo y pueden abandonar su órbita a consecuencia de un choque, fricción, conmoción nuclear y otras muchas circunstancias.
Si tenemos en cuenta que el cuerpo humano actúa como positivo y los electrones como negativo y que, además, dos cuerpos cargados en sentido opuesto se atraen, se comprende por qué se produce una descarga en el dedo cuando se toca la extremidad de un objeto metálico, excelente conductor eléctrico, cargado con electrones, cuya virtud consiste en acumularse en las partes extremas o periféricas de las materias.
Como, por otra parte, la elevación de temperatura favorece al desprendimiento de electrones, o mejor dicho, la electrización, el roce de las nubes entre sí o el de las capas de aire seco, así como los roces de frenos y correas del coche, incrementan considerablemente la triboelectricidad.
Este tipo de electricidad estática es la principal causa de las descargas electrostáticas, que se generan a menudo a través de la electrificación de contactos eléctricos o la separación de cargas eléctricas que ocurre cuando dos materiales hacen contacto y después se separan. Los ejemplos de este tipo incluyen caminar sobre una alfombra, descender de un coche, o quitar algunos tipos de empaquetados de plástico. En todos estos casos esta fricción entre dos materiales cargado con electricidad de distinto signo da lugar a la electrificación, creando así una diferencia de potencial eléctrico que puede conducir a un acontecimiento de descarga.
Otra causa de las descargas electrostáticas es la inducción electrostática. Esta puede ocurrir cuando un objeto eléctricamente cargado se pone cerca de un objeto conductor aislado de tierra. La presencia del objeto cargado crea un campo electrostático que crea cargas eléctricas distribuidas por la superficie del otro objeto. Aun cuando la carga electrostática neta del objeto no haya cambiado, ahora tendrá regiones de exceso de carga positivas y negativas. Un acontecimiento de ESD puede ocurrir cuando el objeto entra en el contacto con una trayectoria conductora. Por ejemplo, las regiones cargadas en las superficies de poliestireno expandido de tazas o de bolsos plásticos pueden inducir un potencial en componentes sensibles próximos de ESD mediante el fenómeno de inducción electrostática y la descarga puede ocurrir si el componente se toca con una herramienta metálica.
Historia y antecedentes Para la mayoría de las personas, la electricidad estática no es más que el simple calambre que se experimenta al tocar la manilla metálica de una puerta después de haber andado sobre una alfombra, o de haberse deslizado en el asiento de un automóvil.
Sin embargo, el campo de la electrostática va mucho más allá, puesto que ha sido un grave problema para la industria durante siglos. A principios del , los fuertes Europeos y del Caribe usaban ya procedimientos de control y dispositivos para prevenir que las descargas electrostáticas hiciesen explotar los almacenes de pólvora negra. En la década de 1860 aproximadamente, las fábricas de papel de EE. UU. usaban los aterrizamientos básicos, técnicas de ionización de flama y tambores de vapor para disipar la electricidad estática de las redes de papel cuando pasaban a través del proceso de secado. Cualquier negocio y proceso industrial ha tenido en algún momento sus propios problemas con respecto a la carga y descarga electrostática. Ejemplos claros pueden ser la munición y explosivos, la farmacéutica, agricultura, impresión y artes gráficas, textiles, pintura o plásticos. En todos ellos, el control de la electricidad estática tiene una importancia significativa.
Con la llegada de la era tecnológica, aparecieron también nuevos problemas en este ámbito. Conforme los aparatos electrónicos se hacían más rápidos y pequeños, su sensibilidad con respecto a las descargas electrostáticas o ESD, se veía aumentada. Hoy día, las ESD tiene un impacto significativo en cada uno de los aspectos de la electrónica.https://web.archive.org/web/20110429073116/http://www.esda.org/fundamentalsP1.html
A pesar del gran esfuerzo realizado en el último cuarto de siglo, las ESD aún afectan al rendimiento de la producción, los costes, la fiabilidad del producto, etc. Los expertos de las industrias han estimado que el promedio de pérdidas de producto relacionadas con la electricidad estática va desde un 8% hasta un 33%.
Tipos
La forma más llamativa o espectacular de una ESD es la “chispa”, que ocurre cuando un campo electrostático fuerte crea un canal conductivo ionizado a través del aire. Sus efectos pueden llevar desde un pequeño malestar sobre una persona, hasta fuego y explosiones si el aire contiene gases o partículas combustibles, pasando, evidentemente, por causar serios daños sobre los equipos electrónicos.
Muchas de las descargas electrostáticas ocurren sin una “chispa” visible o audible, por ejemplo, una persona porta una carga relativamente pequeña y puede que no sienta la descarga, pero ésta es lo suficientemente potente para dañar componentes electrónicos muy sensibles. Estos tipos de descargas invisibles, pueden causar fallos en los dispositivos, e incluso degradarlos de una forma más pasiva, afectándolos a largo plazo y dando fe del daño cuando ya ha avanzado bastante su tiempo de vida.
Chispa o rayo La chispa se da cuando la fuerza del campo eléctrico supera la fuerza dieléctrica del aire (aproximadamente de 4 – 30 kV/cm). Esto puede causar un rápido incremento del número de electrones e iones libres en el aire, provocando que el aire se convierta de pronto en un conductor eléctrico mediante un proceso llamado “caída dieléctrica”.
El mejor ejemplo de una "chispa" natural, es la caída de un rayo. En este caso, la diferencia potencial entre una nube y el suelo, o entre dos nubes, es de cientos de millones de voltios. La corriente resultante que fluye a través del aire ionizado provoca una liberación de energía de forma explosiva.
Las "chispas" pueden causar graves explosiones debido a las altas temperaturas que se alcanzan durante su desarrollo. Un ejemplo de ello es el desastre del dirigible Hindenburg, que, tras numerosas teorías sobre cómo se produjo el accidente, este fue atribuido a una descarga electrostática que prendió fuego a unos paneles manchados con termita, un compuesto que es altamente inflamable. La aeronave había pasado por una tormenta donde había adquirido una gran carga electrostática. La descarga ocurrió cuando fueron a amarrar las cuerdas para aterrizar en Nueva Jersey en 1937.
thumb|El Hindenburg momentos después de comenzar a arder.
Efecto corona El efecto corona se produce, por ejemplo, en los conductores de las líneas de alta tensión y se manifiesta en forma de halo luminoso a su alrededor. Dado que los conductores suelen ser de sección circular, el halo adopta la forma de corona, de ahí el nombre.
La causa se encuentra en la ionización del aire circundante al conductor debido a los altos niveles de tensión en la línea. En el momento que las moléculas de aire se ionizan, éstas son capaces de conducir la corriente eléctrica y parte de los electrones pasan de la línea al aire. Tal circulación provoca un incremento de temperatura en el gas, dándole un color rojizo para niveles bajos de temperatura o azulado para niveles altos. Esto provoca que se pueda cuantificar su intensidad según el color del halo.
El primer registro de esta forma de descarga electrostática es el “Fuego de San Telmo”. En clima tormentoso en la mar, a veces aparecían luces como flamas rojizas o azuladas en la parte superior de los mástiles de los barcos. Los marineros lo asociaban con una forma de protección y lo nombraron en honor a su patrono, Erasmo de Formia (San Telmo).
Descarga "cepillo" Esta forma de descarga electrostática es un tipo particular de descarga corona, que tiene lugar entre dos electrodos incrustados en un medio no conductor y se caracteriza por débiles y claras bifurcaciones compuestas por partículas ionizadas.
Estas descargas pueden ocurrir entre plásticos aislantes cargados como el polietileno y un conductor. La energía máxima asociada a una descarga de este tipo no suele superar los 4mJ pudiendo ser inflamables pero es menos probable que provoquen la ignición del aire que otro tipo de descarga entre dos conductores.
Fenomenología Automovilistas y pasajeros conocen de sobra los efectos del fenómeno "ESD" que se produce cuando tocan las extremidades de la puerta o del maletero, con la punta del capó o del ángulo de cualquier montante de la carrocería. Aunque la potencia de dicha descarga sea débil y carezca de peligrosidad, el sujeto es sensible a su manifestación. Se han dado casos excepcionales de automovilistas que, estando cargados sus cuerpos de electricidad estática, han tomado la manguera de combustible en la estación de servicio y al ir a introducir el surtidor en el depósito se ha desencadenado una chispa electrostática que acabó por incendiar la manguera. Para evitar ese suceso tan peligroso es recomendable que antes de repostar se toque una superficie metálica (como la puerta de nuestro coche) para descargar la energía electrostática. Cualquiera que sean las distintas formas de receptividad humana, las reacciones son de impotencia. Ante esta serie de hechos, los más precavidos, prudentes o afectados compran pequeñas cintas que incorporan generalmente hilos conductores metálicos, y las colocan en la parte trasera del vehículo, para que por ahí se pueda desprender la electricidad estática. En términos sucintísimos despejados de todo cientifismo, la electricidad estática es más bien triboelectricidad, o sea, electricidad producida por contacto, roce, fricción o frotadura (del griego "tribein", frotar). Su existencia es conocida desde la más lejana antigüedad y la medicina la utiliza desde hace dos siglos para cuidar el sistema nervioso. De todos modos, cualquier persona que tenga cabello largo puede apreciar, cada vez que lo hace, como la frotadura del peine atrae los cabellos. Otro ejemplo muy conocido es el de la piel de los gatos que produce triboelectricidad cuando se pasa los dedos sobre ella: por su actitud, el animal manifiesta claramente la realidad del fenómeno. En un coche no faltan las fuentes de triboelectricidad: "ferodos" o pastillas de los frenos en fricción con disco o tambores y correas de ventilador/alternador, para citar solamente las dos principales.
En la industria electrónica 200px|thumb|Caja utilizada para el transporte protegido de componentes electrónicos sensibles a descargas electrostáticas.