Пермские ученые нашли способ снять статический заряд с каски за две секунды

Проблема: статика на касках оставалась без внимания

Статический заряд накапливается при трении материалов, не проводящих ток. В производственных условиях основными источниками статики становятся элементы спецодежды и защитного снаряжения из синтетики и полимеров. При надевании или снятии каски заряд возникает от контакта с волосами и внутренней поверхностью. Если затем работник приближается к оборудованию или касается коллеги, возможен искровой разряд, способный воспламенить горючие газы, пары или пыль.

На сегодня антистатические решения существуют для одежды и обуви, однако для касок разработчики сосредоточены в основном на ударопрочности и эргономике. Единичные токопроводящие материалы не решают проблему, так как без заземления заряду некуда стекать, и он продолжает накапливаться на поверхности.

Эксперимент: фольга и заземление

Ученые ПНИПУ предложили нанести на внутреннюю поверхность каски слой металлической фольги и подключить ее к заземлению. В качестве материалов выбрали алюминиевую и медную фольгу — они легкие, пластичные, хорошо проводят ток и недороги. В ходе эксперимента заряд создавали трением парика из натуральных волос о детали каски, имитируя процесс надевания и снятия.

Медная фольга показала лучший результат: заряд снизился до нуля за две секунды. Алюминию потребовалось на несколько секунд больше. Также выяснилось, что скорость стекания заряда зависит от площади покрытия: чем больше фольги, тем быстрее уходит заряд. Таким образом, предложенный принцип заземления работоспособен и может предотвращать искровой разряд во взрывоопасной среде.

На основе экспериментов исследователи разработали математическую модель, позволяющую инженерам рассчитать время падения заряда до безопасного уровня, учитывая начальное напряжение, площадь покрытия и свойства материала. Модель пригодна для оценки других покрытий — например, токопроводящих сеток или напыляемых составов — без дополнительных испытаний.

Практическое значение и перспективы

Главное отличие новой разработки от существующих антистатических касок — создание полноценного пути для отвода заряда через заземление. Без него опасное напряжение продолжает нарастать, сохраняя риск искры. При новом способе заряд непрерывно стекает в землю, не накапливаясь ни на каске, ни на человеке.

Результаты исследования, опубликованные в журнале «Безопасность труда в промышленности», открывают возможности для повышения безопасности на предприятиях нефтехимической, газовой, фармацевтической и горнорудной промышленности. Разработка может применяться как для дооснащения существующих касок, так и для выпуска новой экипировки.