¿Qué es la ESD? ¿Asesino silencioso u hombre de la bolsa mítico?

El mundo de la tecnología está repleto de opiniones encontradas: iPhone frente a Android; AMD frente a Intel; Xbox frente a PlayStation. Estas disputas no son nada comparadas con los encendidos debates sobre el impacto de las descargas electrostáticas, o ESD. Si echas un vistazo a los foros en línea sobre el tema, encontrará opiniones sorprendentemente diversas. En uno de ellos se puede leer…
“He construido más de 2.500 ordenadores desde que se inventaron, he electrocutado todos los componentes que he tocado y nunca he dañado nada”. 
Mientras que el otro podría afirmar que …
“Enrollo mi cuerpo en alambre de cobre anclado a una estaca de hierro enterrada antes de echar un vistazo a mi PC”.

De acuerdo, puede que el espectro no sea tan diverso, pero los argumentos en torno a la ESD suelen basarse más en el gusto o la superstición que en la ciencia y la lógica. Tampoco ayuda el hecho de que la literatura sobre el tema esté llena de terminología árida y ultratécnica, lo que supone una barrera lingüística para los que carecemos de un título en ingeniería eléctrica. Con la esperanza de entender mejor este tema tan extrañamente polarizado, me embarqué en un viaje de investigación y descubrimientos cuyos frutos están a punto de disfrutar.

Intenté responder a algunas preguntas clave: 

• ¿Qué rayos es ESD?
• ¿Cómo se acumula una carga estática?
• ¿Es la ESD algo que deba preocuparme?
• ¿Qué puedo hacer para proteger los componentes electrónicos de las ESD durante una reparación o sustitución?

¿Qué es ESD?

Un relámpago cruza un cielo tormentoso; tu pelo se eriza como una medusa excitada; arrastras los calcetines por la alfombra y sorprendes a tu madre, que no está de humor. Todos estos sorprendentes sucesos son el resultado de una descarga electrostática, aunque algunos son menos impactantes -y menos peligrosos- que otros. Según la Asociación de Descargas Electrostáticas (ESDA) -sí, hay toda una organización sin ánimo de lucro dedicada exclusivamente a este fenómeno-, la descarga electrostática se define como “la transferencia rápida y espontánea de carga electrostática inducida por un campo electrostático elevado”. Desglosémoslo un poco más.

En pocas palabras, la ESD es la liberación casi inmediata de una carga estática acumulada. La mayoría de la gente tiene un conocimiento intuitivo de la electricidad estática, ya que casi todo el mundo se ha electrocutado alguna vez con un pomo desprevenido. Pero, ¿cómo puede algo tan simple como la fricción crear una… 

¡Carga! Cómo se produce una ESD

Mucho antes de que entendiéramos la electricidad como algo más que una magia celestial, el pensador griego Tales de Mileto frotaba ámbar contra la piel y observaba cómo el polvo y las hojas se sentían misteriosamente atraídos por la piedra. De hecho, incluso la palabra “electrón” evolucionó a partir de la palabra griega “Ēlektron”, que significa ámbar. Los escritos precisos de Tales parecen perdidos en la arena del tiempo, pero creo que es seguro suponer que se consideraba un semidiós al estilo de Zeus y que no conocía el secreto de la atracción, que ahora sabemos que es simple fricción o, si se quiere parecer inteligente, triboelectrificación. 

Cuando dos materiales diferentes se frotan y luego se separan, uno queda con carga positiva, es decir, con escasez de electrones, y el otro con carga negativa, es decir, con exceso de electrones. Estas partículas subatómicas no quieren otra cosa que volver a una cómoda neutralidad, y cuando se presenta la oportunidad, lo hacen. Así, una descarga estática -el zap- es el resultado de este rápido reequilibrio.

Más que un descarga

En la mayoría de los casos, una pequeña descarga estática no es un gran problema. Muchos manitas ignoran por completo la ESD y nunca experimentan ningún problema. Puede parecer inofensivo, pero ese pequeño arco que sale de la punta del dedo puede transferir hasta 35.000 voltios, potencia más que suficiente para dañar o destruir componentes electrónicos sensibles. Por lo general, no notará una descarga estática de menos de 3.500 voltios, un hecho especialmente espeluznante si se tiene en cuenta que algunos componentes electrónicos pueden dañarse con tan sólo 30 voltios, según CompTIA.

Las protecciones ESD integradas no se tuvieron muy en cuenta hasta que los microchips se generalizaron en la década de 1970 y, desde entonces, la protección a nivel de diseño ha mejorado notablemente. Pero a medida que los componentes se miniaturizan con cada generación, las puertas, clavijas y terminales se apiñan más, lo que aumenta el riesgo de daños relacionados con la electricidad estática. En general, cuanto más pequeño es el componente, más sensible es a la ESD. Por eso, los fabricantes de microchips se toman las precauciones contra las ESD tan en serio como los cirujanos se toman la higiene. 

La ESD es un asunto serio

En las instalaciones de fabricación de microchips, el técnico medio se viste con ropa antiestática, se coloca una alfombrilla de puesta a tierra con zapatos disipadores de estática, se pone un brazalete antiestático y trabaja sobre una alfombrilla de superficie conectada a tierra, por no mencionar los estrictos controles de humedad y las instalaciones de mitigación de tormentas eléctricas, así como los ionizadores que emiten protones para reducir aún más el riesgo de acumulación de estática. Puede que usted no se tome en serio la ESD, pero los fabricantes sí que lo hacen. A pesar de extremar las precauciones, los líderes del sector estiman que las pérdidas medias de producto debidas a la estática oscilan entre el 8 y el 33%, lo que podría suponer miles de millones (¡con B!) en pérdidas de ingresos cada año. Pero eso es sólo un problema para los fabricantes, no para nosotros… ¿verdad? 

¡Error! Puede que estés pensando: “Bueno, he ignorado la seguridad ESD, incluso he electrocutado un chip o dos, y todo parece ir bien”. Buenas noticias: ha evitado un fallo catastrófico, ¡felicidades! La mala noticia es que su componente puede verse acechado por un insidioso cuco, la pesadilla de los fabricantes de tecnología y los manitas de todo el mundo: el daño latente.

Fundir un componente directamente es un gran fastidio, pero al menos te permites el lujo de saber qué ha fallado y por qué tu ordenador no arranca. El daño latente, por otro lado, es una bomba de relojería.

Una descarga accidental puede fundir sólo un par de compuertas entre millones, y el componente puede funcionar perfectamente durante semanas, meses o incluso años, hasta que deja de hacerlo. A nadie se le ocurre solucionar los problemas de un hardware que lleva años funcionando sin problemas y, a menos que tengas un microscopio electrónico a mano, probablemente nunca sabrá si ha condenado inadvertidamente a un componente a una muerte prematura. Los defectos latentes pueden dar lugar a un rendimiento errático, y si el componente finalmente se estropea, la solución de problemas será muy frustrante. 

Conclusión: Conéctate a tierra

Entonces, ¿deberías ponerse el traje en tu entorno con humedad controlada e ionizador regulado, calzarte los zapatos conductores y dar un paso sobre tu alfombrilla de puesta a tierra antes de tocar el PC? Nunca se está demasiado seguro. Pero el manitas medio no se arriesga a convertir un quirófano en una hoguera o una fábrica de munición en un cráter ardiente. Lo más probable es que, a menos que corra por su escondite de invierno enmoquetado en calcetines de lana y licra mientras hace malabarismos con los RAM sticks, sea bastante improbable que fría algo, excepto a ti mismo después de un deslizamiento demasiado entusiasta. 

Aunque tu proyecto excluya el riesgo de explosión o inmolación, debes tomarte en serio la ESD. Además, la simple tranquilidad vale su peso en oro. Sin las precauciones adecuadas, o al menos sin una buena dosis de sentido común, la ESD puede destruir todo lo que amas, siempre que todo lo que amas esté conectado a una placa base. 

Al fin y al cabo, tomar precauciones básicas de seguridad ESD es como ponerse el cinturón de seguridad para reparaciones electrónicas: probablemente puedas pasar sin él de vez en cuando, pero seguro que prefieres abrocharte el cinturón en lugar de salir volando por el proverbial parabrisas, ¿verdad? Después de todo, tu tarjeta gráfica cuesta tanto como un Honda Civic usado, así que probablemente quieras evitar reducirla a una caja de ventiladores revestida de RGB.

La mejor forma de evitar las ESD

Usa protecciones antiestáticas y prepara tu espacio de trabajo:

• Quítate cualquier joya metálica, como pulseras, anillos y relojes.
• Dedica un momento a conectar a tierra tu estación de trabajo y, a continuación, ponte un brazalete antiestático conectado a tierra: ¡tus componentes te lo agradecerán!
• Coloca tus herramientas, dispositivos y componentes seguros contra ESD sobre una alfombrilla conectada a tierra antes de abrir nada.
• Si estás trabajando en un dispositivo muy sensible, quítate los calcetines y conecta un humidificador. La humedad elevada reduce drásticamente la probabilidad y la intensidad de las descargas estáticas..
• Coloca el aparato sobre una alfombrilla de toma de tierra y sujeta el clip de toma de tierra a una superficie metálica sin pintar o conéctalo a una clavija de toma de tierra.

El sentido común es tu mejor amigo:

• Si no tienes protectores antiestáticos a mano, limita tus movimientos en la medida de lo posible y toca un objeto metálico grande y sin pintar, como la pata de un escritorio o un armario, antes de manipular cualquier componente.
• Nunca construyas, manipules ni repares sobre moqueta; trabaja siempre sobre superficies sólidas, como una mesa o un banco de trabajo.
• Guarda todos los componentes en sus bolsas antiestáticas hasta que vayas a instalarlos.
• Cuando manipules componentes, evita tocar las clavijas en la medida de lo posible.

En resumen, si vas más allá del maletín, siéntate, respira hondo, ponte a ti mismo y a tu dispositivo a tierra ¡y a jugar!