Que bomba de vácuo escolher?

Ao escolher uma bomba de vácuo, há vários fatores a ponderar. Em primeiro lugar, deve ter em consideração a aplicação prevista, a qual irá ditar a sua escolha em termos de tecnologia, lubrificação, resistência química, grau de vácuo e caudal necessários.

De entre estes, os fatores mais importantes na escolha de uma bomba de vácuo são a qualidade e o nível de vácuo pretendido. Existem vários tipos de vácuo: vácuo primário, alto vácuo e ultra-alto vácuo. O que os distingue é o grau de rarefação do número de moléculas obtido artificialmente e que é medido a partir da pressão dos gases residuais. Quanto mais baixa a pressão, menor é o número de moléculas por cm³ e, logo, melhor a qualidade do vácuo.

Traduza-se estas diferenças em números concretos:

Em seguida, deverá ter em consideração as seguintes características:

• caudal da bomba: o caudal está relacionado com o tempo que o equipamento leva a escoar um fluido. Portanto, há que avaliar se a capacidade da bomba é suficiente para efetuar o processo visado, em termos quer de caudal volumétrico (velocidade de bombeamento),  quer de caudal mássico. Geralmente, quanto mais elevado o caudal, menor será o tempo de escoamento. No quadro acima, é indicado o número de moléculas restantes por cm³, de acordo com o tipo de vácuo escolhido.
• compatibilidade química: deve assegurar-se de que a bomba de vácuo é compatível com os gases usados na aplicação prevista, analisando todos os problemas eventuais que possam vir a afetar o equipamento.
• lubrificação: é essencial verificar se há ou não necessidade de lubrificar a bomba. As bombas de vácuo lubrificadas oferecem maior eficácia e maior resistência, mas requerem uma manutenção mais frequente. Em laboratórios, vai privilegiar-se o uso de bombas de vácuo de funcionamento a seco.
• manutenção e custos: com base nos critérios supramencionados, deverá determinar-se, em seguida, a frequência das operações de manutenção. Os custos de manutenção, juntamente com os custos de exploração e o preço de compra do equipamento ditarão o custo global da instalação.

Se procura uma bomba com um elevado nível de desempenho e de baixo custo, recomendamos-lhe que opte por uma bomba de vácuo de palhetas rotativas.

Pequenas e compactas, as bombas de palhetas permitem obter um nível de vácuo primário. São particularmente eficazes para amostras aquosas e solventes com elevado ponto de ebulição. Na realidade, os vapores podem ser aspirados antes mesmo de entrarem em contacto com a bomba.

As bombas de palhetas rotativas precisam de óleo para funcionarem corretamente. O óleo garante uma vedação mecânica perfeita, uma lubrificação constante e eficaz dos componentes móveis e uma excelente dissipação do calor com vista ao arrefecimento da bomba de vácuo.

No entanto, para garantir o funcionamento eficaz da bomba, é indispensável planificar intervenções de manutenção regulares. Um dos inconvenientes deste tipo de bombas é a necessidade de mudar regularmente o óleo a fim de reduzir os riscos de desgaste. Recomenda-se que o óleo seja mudado ao fim de aproximadamente cada 3 000 horas de operação.

As bombas de vácuo de membrana  são extremamente resistentes à corrosão e a produtos químicos, pelo que podem ser utilizadas para bombear todos os tipos de produtos viscosos, ácidos e corrosivos.

Como tal, é muito comum o uso deste tipo de bombas em áreas como a indústria alimentar (para bombear fluidos como a água, o chocolate e xaropes, por exemplo), a indústria cosmética (para cremes e géis) e a indústria química. Estas bombas são também utilizadas para realizar a evaporação rotativa e a movimentação de compostos voláteis. Além disso, são ideais para aplicações em que seja necessário o funcionamento contínuo do equipamento.

Uma outra vantagem da bomba de membrana é o facto de funcionar a seco, ou seja, não terá de lubrificá-la com óleo, o que torna os seus custos de manutenção inferiores aos de uma bomba de palhetas. Contudo, o seu preço de compra é mais elevado. É, igualmente, importante ter em conta que o nível de vácuo das bombas de membrana é mais baixo que o das bombas rotativas e, logo, não é indicado para a liofilização.

As bombas de vácuo de anel líquido funcionam com um líquido operacional que é projetado contra as paredes da bomba através de centrifugação. Forma-se, assim, um anel líquido que assegura a vedação da bomba.

As bombas de anel líquido apresentam muitas vantagens que podem revelar-se bastante úteis em certos setores de atividade, como destilarias, refinarias de petróleo, centrais elétricas, minas, refinarias de açúcar, etc. Estas bombas de vácuo são muito pouco sensíveis à passagem de líquidos, de pequenas partículas sólidas e de vapores. Além disso, oferecem uma compressão isotérmica ideal para produtos explosivos e termossensíveis, garantindo um elevado nível de segurança. As bombas de vácuo de anel líquido também podem ser usadas para filtração a vácuo, extração de humidade, remoção de água da polpa na transformação do papel, valorização do conteúdo mineral e manuseio de cinzas.

Com um caudal máximo de 30 000 m³/h, estas bombas de elevado desempenho permitem quer reduzir, quer aumentar a pressão. Contudo, há que prestar atenção à pressão de vapor do anel líquido. A pressão mínima da bomba não deve ser inferior à pressão de vapor do anel líquido, caso contrário este poderá evaporar-se, comprometendo a vedação da bomba.

Também chamadas de bombas de espirais, são adequadas para bombear fluidos a vácuo de forma limpa e a seco, o que explica o seu uso na área da investigação e em laboratórios.

Nas bombas de vácuo tipo Scroll, duas espirais realizam o bombeamento e a compressão de fluidos líquidos ou gasosos. Uma das espirais é fixa e a outra executa um movimento orbital dentro da primeira, movimento esse que fará com que o gás seja comprimido entre as duas espirais.

Compactas e silenciosas, as bombas de vácuo Scroll dispensam o uso de óleo, sendo a vedação da bomba assegurada por uma junta em espiral. Estas bombas necessitam de manutenção regular, devendo-se substituir frequentemente a junta a fim de garantir uma boa vedação. A principal desvantagem deste tipo de bomba é a sua vulnerabilidade a detritos e a partículas suspensas que, geralmente, provocam a deterioração progressiva da referida junta.

As bombas turbomoleculares podem alcançar níveis de pressão até 10^-12 mbar. O seu caudal varia entre 50 l/s e 5 000 l/s. Funcionam segundo o mesmo princípio dos compressores. As pás dos diferentes estágios da bomba entram em rotação por ação de um motor elétrico que gira a alta velocidade, permitindo, assim, evacuar o volume de ar pretendido. De modo a suportarem as altas velocidades de rotação, estas bombas são frequentemente montadas em rolamentos magnéticos. Além disso, necessitam obrigatoriamente de uma bomba primária com um vácuo de, pelo menos, 10^-2 mbar.

As bombas turbomoleculares têm a vantagem de não precisar de óleo, são bombas limpas particularmente adequadas para aplicações de ultra-alto vácuo, como a instrumentação analítica e a análise laboratorial.

Dada a sua tecnologia complexa, são equipamentos caros e que podem requerer uma manutenção mais intensiva do que as bombas de vácuo clássicas. A velocidade de bombeamento depende, em grande medida, do tipo de gás bombeado, diminuindo significativamente com os gases leves, por exemplo.

A lubrificação da bomba de vácuo é um outro aspecto que irá pesar na sua escolha. O facto de uma bomba precisar ou não de lubrificação determina, em grande parte, as necessidades de manutenção do equipamento.

As bombas de vácuo lubrificadas oferecem maior resistência e maior eficácia, mas exigem intervenções de manutenção regulares, isto é, de 12 em 12 horas, aproximadamente. Também é aconselhável usar uma armadilha criogénica (cold trap) porque o óleo tende a condensar o vapor e a diminuir a capacidade da bomba. Este aparelho, instalado à entrada da bomba, impede o retorno dos vapores de óleo no sistema de vácuo. Se não utilizar uma armadilha criogénica, recomendamos que inspecione com bastante frequência a cor do óleo de lubrificação da bomba. Uma outra desvantagem das bombas de vácuo lubrificadas é o facto de não ser possível utilizá-las em certos setores industriais, como a indústria alimentar por exemplo, pois o óleo poderá contaminar os alimentos.

No caso das bombas que funcionam a seco, também ditas bombas sem óleo, não há, portanto, risco de contaminação do produto aspirado por líquido lubrificante. Consequentemente, as bombas sem óleo são particularmente adequadas ao setor agroalimentar. Contudo, as bombas de vácuo a seco são mais sensíveis à humidade e, como não utilizam líquido de resfriamento, são também mais sensíveis às altas temperaturas.

As bombas de vácuo são utilizadas em diversas áreas, principalmente em laboratórios, na indústria médica e farmacêutica, na filtração e na espetrometria de massa.

Cada uma destas aplicações requer um tipo de vácuo específico. Por exemplo, a espetrometria de massa exige uma pressão entre 10-3 e 10-4 mbar. Logo, não é necessário recorrer a tecnologias capazes de criar ultra-alto vácuo.

Se procura uma bomba para a indústria agroalimentar, para dessecação, metalurgia a vácuo ou destilação, então precisará de um equipamento de vácuo primário.

Se a aplicação pretendida for a brasagem a vácuo ou a soldadura por feixe de eletrões, recomendamos que opte por uma bomba de alto vácuo.

Já para trabalhar em áreas da física como a rugosidade de superfícies ou a aceleração de partículas, necessitará de ultra-alto vácuo.