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Qué bomba de vacío elegir

Una bomba de vacío es un dispositivo que extrae aire o gas de un tanque para crear un vacío parcial o completo en el sistema. El aire es aspirado por una disminución gradual de la presión en el espacio confinado. Las moléculas gaseosas aspiradas son evacuadas al aire ambiente o a otro depósito.

Se utilizan en diversos sectores industriales, en laboratorios, en la industria médica, el envasado de alimentos y la industria química.

Ver bombas de vacío

  • ¿Cómo elegir una bomba de vacío?

    Al elegir una bomba de vacío, se deberán tener en cuenta varios factores. En primer lugar, se deberá atender a su aplicación, lo que permitirá determinar la tecnología, el tipo de lubricación, la resistencia química, el nivel de vacío y el caudal necesario.

    El factor esencial que debe guiar la elección de una bomba de vacío es la calidad y el nivel de vacío deseado. Existen varios tipos de vacío: el vacío primario o industrial, el vacío secundario y el ultravacío. La diferencia entre los tres radica en la rarefacción del número de moléculas obtenidas, que se mide por la presión de los gases residuales. Cuanto menor es la presión, menor es el número de moléculas por cm³. Por consiguiente, la calidad del vacío es mayor.

    Se habla de:

    Tipo de vacío Presión máxima —en mbar— Presión mínima —en mbar— Moléculas por cm³
    Vacío primario 1 10-3 1016 – 1013
    Vacío secundario 10-3 10-7 1013 – 109
    Ultravacío 10-7 10-12 109 – 104

     

    También habrá que tener en cuenta las siguientes características:

    • Caudal de la bomba: el caudal tiene que ver con el tiempo de vaciado de la máquina. Por lo tanto, es necesario evaluar la capacidad de la bomba de vacío para alcanzar tanto la velocidad de bombeo requerida —caudal volumétrico—  como el caudal másico de acuerdo con los requisitos del proceso. Por regla general, cuanto mayor sea el caudal, menor será el tiempo de vaciado. La tabla anterior muestra el número de moléculas restantes por cm³ dependiendo del tipo de vacío elegido.
    • Compatibilidad química: será necesario considerar la compatibilidad de los gases utilizados en cada aplicación con la bomba de vacío elegida, analizando todos los posibles problemas que pueda encontrar el dispositivo.
    • Lubricación: será esencial conocer si es necesario lubricar la bomba de vacío o no. Una bomba de vacío lubricada tiene mayor eficiencia y resistencia. Sin embargo, requerirá un mantenimiento muy regular. Los laboratorios prefieren bomba de vacío secas.
    • Mantenimiento y costes: con base en los criterios antes mencionados, será necesario analizar la frecuencia de los ciclos de mantenimiento. Esto determinará el coste total de la instalación, que incluirá el precio de la compra, pero también los costes de funcionamiento y mantenimiento.

    Puntos clave

    • Nivel de vacío.
    • Caudal.
    • Lubricación.
    • Compatibilidad química.
    • Mantenimiento.
  • ¿Cuáles son los diferentes tipos de bombas de vacío?

    Existen cinco tipos principales de bombas de vacío:

    • Bombas de vacío de paletas.
    • Bombas de vacío de membrana.
    • Bombas de vacío de anillo líquido.
    • Bombas de vacío scroll.
    • Bombas de vacío turbomoleculares.

    La elección de la bomba de vacío dependerá del tipo de vacío necesario, pero también del precio y de la robustez de la tecnología requerida.

  • ¿En qué casos elegir una bomba de paletas?

    Bomba de vacío de paletas de la empresa Pfeiffer Vacuum
    Bomba de vacío de paletas de la empresa Pfeiffer Vacuum

    En caso de estar buscando una bomba con un alto nivel de rendimiento y bajo coste, se recomienda optar por una bomba de paletas.

    Las bombas de paletas son pequeñas y compactas y permiten alcanzar niveles de vacío primario. Son particularmente eficaces para muestras acuosas y disolventes de alto punto de ebullición. De hecho, los vapores pueden atraparse antes de que entren en contacto con la bomba.

    Las bombas rotativas de paletas requieren aceite para funcionar. La presencia de aceite asegura un sellado perfecto, una lubricación constante y eficiente de las partes móviles y una excelente disipación de calor para enfriar la bomba de vacío.

    Sin embargo, para asegurar un funcionamiento eficiente de la bomba, se debe prever un mantenimiento regular. Una de las desventajas es, por tanto, la sustitución regular del aceite para reducir el riesgo de desgaste. Se recomienda hacerlo tras 3.000 horas de uso aproximadamente.

    Puntos clave

    • Bajo coste.
    • Dimensiones reducidas y compactas.
    • Lubricación.
    • Alto rendimiento.
    • Alto nivel de vacío —1.000 mbar—.
    • Caudal elevado: hasta 1.600 m³/h.
  • ¿En qué casos elegir una bomba de membrana?

    Bomba de vacío de membrana de la empresa Vaccubrand
    Bomba de vacío de membrana de la empresa Vaccubrand

    Las bombas de vacío de membrana  son extremadamente resistentes a la corrosión y a los productos químicos. Por esta razón, pueden utilizarse para tratar cualquier tipo de producto viscoso, ácido o corrosivo.

    Esta característica hace que las bombas de membrana se utilicen comúnmente en campos como la industria alimentaria —bombeo de fluidos como agua, chocolate y jarabes, por ejemplo—, pero también en la industria cosmética —para cremas y geles— y en la industria química. También se utilizan para la evaporación rotativa y el tratamiento de compuestos volátiles. Además, se adaptan perfectamente a un funcionamiento continuo.

    Las bombas de membrana presentan también otra ventaja: son bombas secas. Como resultado, no será necesario lubricarlas con aceite y los costes de mantenimiento serán mucho más bajos que con una bomba de paletas. Si bien, el precio de compra de estas bombas es bastante elevado. Otro punto importante reside en que el nivel de vacío de las bombas de membrana es inferior al de las bombas rotativas y, por lo tanto, no es apto para la liofilización.

    Puntos clave

    • Bombas secas.
    • Coste elevado.
    • Poco mantenimiento.
    • Resistencia a los productos químicos.
    • Funcionamiento en continuo.
    • Nivel de vacío inferior al de las bombas rotativas.
    • Bajo caudal: hasta 20 m³/h.
  • ¿En qué casos elegir una bomba de anillo líquido?

    Bombas de vacío de anillo líquido de la empresa Busch
    Bombas de vacío de anillo líquido de la empresa Busch

    Las bombas de vacío de anillo líquido funcionan gracias a la aportación de un líquido que se centrifuga en las paredes de la bomba. El resultado es un anillo líquido que permite mantener la estanqueidad de la bomba.

    Las bombas de anillo líquido tienen muchas ventajas que pueden resultar útiles en caso de trabajar en sectores de actividad como destilerías, refinerías de petróleo, centrales eléctricas, minas, fábricas de azúcar, etc. De hecho, estas bombas de vacío son muy poco sensibles al paso de líquidos, pequeñas partículas sólidas o vapores. Además, su compresión isotérmica es ideal para productos explosivos y sensibles al calor, lo que garantiza una alta seguridad. Las bombas de vacío de anillo líquido también se pueden utilizar para la filtración al vacío, la extracción de humedad, la eliminación de agua de la pulpa durante el procesamiento del papel, la recuperación de minerales y la manipulación de cenizas.

    Con un caudal máximo de 30.000 m³/h, estas bombas de alto rendimiento permiten a su vez reducir y aumentar la presión. No obstante, se recomienda prestar atención a la presión de vapor saturada del anillo líquido. La presión mínima de la bomba no debe ser inferior a la presión de saturación del anillo líquido; de lo contrario, el anillo líquido podría vaporizarse. Esto comprometería la estanqueidad de su bomba.

    Puntos clave

    • Bombas secas.
    • Alta resistencia a la corrosión.
    • Caudal de hasta 30.000m³/h.
    • Consumo de energía elevado.
    • Dimensiones.
  • ¿En qué casos elegir una bomba de vacío scroll?

    Bomba de vacío scroll de la empresa Edwards
    Bomba de vacío scroll de la empresa Edwards

    Las bombas de espiral se utilizan para el bombeo de vacío limpio y seco. Por tanto, se encuentran fácilmente en el campo de la investigación y en los laboratorios.

    Las bombas de vacío scroll utilizan dos espirales para bombear y comprimir fluidos líquidos o gaseosos. Una de las espirales está fija y la otra orbita alrededor de ella excéntricamente. Es este movimiento excéntrico el que permite que el gas se comprima.

    Las bombas de vacío scroll son compactas y silenciosas y no requieren aceite. Una junta en espiral garantiza la estanqueidad de la bomba. Será necesario un mantenimiento regular, ya que el sello deberá sustituirse con frecuencia para asegurar un sellado óptimo. Así pues, la principal desventaja de estas bombas es su vulnerabilidad a los residuos y partículas entrantes que tienden a erosionar el sello en espiral.

    Puntos clave

    • Compactas.
    • Sin aceite.
    • Silenciosas —50 dB—.
    • Ausencia de espacios muertos y mayor eficiencia.
    • Vulnerabilidad a los residuos y a las partículas entrantes.
    • Caudal de hasta 42 m³/h.
  • ¿En qué casos elegir una bomba turbomolecular?

    Bomba de vacío turbomolecular de la empresa Pfeiffer
    Bomba de vacío turbomolecular de la empresa Pfeiffer

    Las bombas turbomoleculares  pueden alcanzar presiones de hasta 10-12 mbar. Los caudales obtenidos varían de 50 l/s a 5.000 l/s. Funcionan con el mismo principio que los compresores. Las palas de las diferentes etapas de la bomba giran a gran velocidad gracias a un motor eléctrico para evacuar el aire correspondiente al volumen que se desea extraer. Estas bombas se montan a menudo en cojinetes magnéticos para alcanzar altas velocidades de rotación. Requieren una bomba primaria con un vacío de al menos 10-2 mbar.

    Las bombas turbomoleculares tienen la ventaja de no utilizar aceite. Son, por lo tanto, bombas limpias. Estas bombas son particularmente aptas para aplicaciones de ultravacío, entre las que se encuentran la instrumentación analítica o los análisis de laboratorio.

    Por su compleja tecnología, estas bombas son caras de adquirir y pueden requerir un mantenimiento más profundo que las bombas de vacío tradicionales. La velocidad de bombeo depende también en gran medida del tipo de gas que se bombea. Desciende bruscamente con gases ligeros.

    Puntos clave

    • Caudal de 50 a 5.000 l/s.
    • Presión de 10-² mbar a 10-¹² mbar.
    • Bomba limpia al no utilizar grasa.
    • Bomba primaria obligatoria.
    • Precio de compra elevado.
    • Costes de mantenimiento altos.
  • ¿Cómo elegir entre una bomba de vacío sin aceite y una bomba de vacío lubricada?

    Bomba de vacío lubricada de la empresa VUOTOTECNICA
    Bomba de vacío lubricada de la empresa VUOTOTECNICA

    La lubricación de la bomba de vacío es otro aspecto que influirá en la elección. De hecho, la necesidad de lubricar o no una bomba de vacío tendrá una mayor o menor influencia en el nivel de mantenimiento de la máquina.

    Las bombas de vacío lubricadas tienen mayor resistencia y eficiencia. Sin embargo, requieren un mantenimiento regular, aproximadamente cada 12 horas. También es aconsejable utilizar una trampa fría, ya que el aceite tiende a condensar el vapor y a reducir la capacidad de la bomba. Este dispositivo, instalado en la entrada de la bomba, evita que los vapores de aceite se eleven por encima del vacío. No obstante, en caso de no utilizar una trampa de frío, se recomienda inspeccionar regularmente el color del aceite utilizado para lubricar la bomba de vacío. Otra desventaja de las bombas de vacío lubricadas es que no se pueden utilizar en ciertas industrias, como por ejemplo la industria alimentaria, porque el aceite puede contaminar los alimentos.

    Las bombas secas son bombas sin aceite. Por tanto, no hay riesgo de contaminación del producto aspirado por parte del líquido lubricante. Las bombas secas son especialmente adecuadas para la industria alimentaria. No obstante, estas bombas son más sensibles a la humedad y, dado que no disponen de líquido refrigerante, las bombas de vacío secas también son más sensibles a las altas temperaturas.

    Ventajas de las bombas de vacío lubricadas

    • Desgaste mínimo.
    • Alto rendimiento.

    VENTAJAS DE LAS BOMBAS DE VACÍO SECAS

    • Ausencia de contaminación.
    • Poco mantenimiento.
  • ¿Cuáles son las principales aplicaciones de las bombas de vacío?

    Las bombas de vacío tienen numerosas aplicaciones. Se encuentran principalmente en laboratorios, en la industria médica y farmacéutica, en la filtración y en la espectrometría de masas.

    Cada una de estas aplicaciones requiere un tipo específico de vacío. Por ejemplo, la espectrometría de masas requiere una presión de entre 10-3 y 10-4 mbar. Por lo tanto, no es necesario utilizar tecnologías de ultravacío.

    En el caso de la industria alimentaria, el secado, la metalurgia al vacío o la destilación, se necesitará un vacío primario.

    Respecto de la soldadura al vacío o la soldadura por haz de electrones, se recomienda optar por un vacío secundario.

    Por último, se recomienda el ultravacío en el caso de la física de los estados de superficie o de la aceleración de partículas.

    Aplicaciones

    • Laboratorio.
    • Industria médica.
    • Industria farmacéutica.
    • Filtración.
    • Espectrometría de masas.
    • Manipulación y elevación.
    • Industria química.
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