Cómo funciona una bomba de vacío y para qué sirve

Aunque no sea tan común verlas de manera cotidiana, todos los días estamos en contacto con un producto que llega a nuestra manos en buenas condiciones gracias a su acción. Las bombas de vacío son artefactos de gran utilidad, particularmente en el sector de los alimentos. La forma en cómo funciona una bomba de vacío y en qué nos benefician son algunos de los aspectos que en este post se explican en detalle.

Podría parecer a simple vista como un artilugio muy complejo y vinculado al área de la mecánica, ya que involucra fuerza centrífuga y la extracción de gases de un espacio determinado para crear un sellado. Pero sus aplicaciones son muy diversas. Por ejemplo: en la industria del procesamiento de alimentos, en el empacado de productos de diversa índole y también en la minería.

¿Qué es una bomba de vacío?

Una bomba de vacío es un artefacto de funcionamiento mecánico y de activación eléctrica, que está diseñado para realizar la extracción de gases ‒aunque también puede usarse para sacar líquidos‒ del interior de un espacio determinado. Posee gran versatilidad, por lo cual es empleada en varios sectores industriales muy diferentes, como la refrigeración y el empaquetado de alimentos.

No obstante, de acuerdo con la aplicación que se quiera darle y según las condiciones ambientales se puede optar por uno de los tres tipos distintos de este equipo. Por esta razón es importante saber cómo funciona una bomba de vacío, ya que este factor y su clase determinan, entre otras cosas, cuánto mantenimiento requieren.

¿Cómo funciona una bomba de vacío?

Estos equipos cuentan con diversas especificaciones y maneras de operar según su tipo y el uso para el cual estén destinados. Sin embargo, se puede decir que todas ellas se basan en un principio. Una bomba de vacío extrae los gases (o también los fluidos) que se encuentran en el interior de un recipiente o sistema cerrado con el objetivo de crear un vacío. A esto se debe el nombre que tiene este equipo.

Posteriormente, todas las moléculas del material en estado gaseoso o líquido son expulsadas al ambiente. La acción de “aspirar” las partículas del producto no deseado es posible debido a que la bomba de vacío reduce de una manera gradual la presión existente en el espacio donde es instalada. Por otra parte, el nivel de vacío que genera y el tipo de lubricación que requiere depende de la tecnología que utilice.

Los diferentes tipos de bomba de vacío

Al momento de adquirir una bomba de vacío se debe analizar de antemano una serie de factores que influyen de manera directa en su desempeño e incluso en el costo del equipo. Una de las consideraciones fundamentales es la clasificación del artefacto. Para ello, resulta imprescindible saber que existen los siguientes cinco tipos de bombas de vació y que son muy diferentes entre sí.

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

Por otra parte, la mayoría de estos equipos mecánicos, más allá de su función específica o tipo, brindan la ventaja de que pueden ser instalados tanto de manera horizontal como verticalmente. Gracias a esta cualidad, el usuario tiene mayor facilidad de incorporar el artefacto al sistema para el cual lo necesita. A su vez, esto reduce los inconvenientes al momento de reemplazar una bomba de vacío por otra nueva o de mejores prestaciones.

¿Cuáles son las principales características que tiene una bomba de vacío?

A pesar de desde un punto de vista técnico y científico, el funcionamiento de una bomba de vacío se encuentra vinculado a conceptos físicos como la fuerza centrífuga, es fácil comprender cómo operan. Pero si se trata de entender cómo funcionan,  resulta necesario conocer además las cuatro características principales de estos equipos. A continuación se listan en orden alfabético y se describe cada una de ellas.

• Caudal de la bomba de vacío: este aspecto se refiere al tiempo que le lleva al equipo realizar la tarea de vaciado. Tiene gran importancia porque una manera de determinar el poder que tiene una bomba de vacío es analizar el tiempo que requiere para llegar a la velocidad de bombeo que se desea y el caudal másico. Cabe destacar que mientras el caudal másico sea mayor, el vaciado se realizará más rápidamente.
• Compatibilidad química: hace referencia a los diferentes tipos de gases que están involucrados en un determinado proceso de vaciado y la compatibilidad que existe entre todo ellos. Evaluar este factor le evitará al usuario que se presenten inconvenientes durante el funcionamiento de la bomba de vacío debido a reacciones químicas inesperadas.
• Lubricación: algunas bombas requieren de lubricantes para su correcto funcionamiento. En los casos que es indispensable, este fluido sintético aporta dos ventajas. La primera es que les permite tener un mejor desempeño y la segunda se traduce en un incremento de su resistencia durante el trabajo. No obstante, la lubricación también implica realizar un mantenimiento frecuente a la máquina. Este es el motivo por el cual algunos usuarios eligen que no necesiten de este componente.
• Mantenimiento (y su frecuencia): Tanto la clase de mantenimiento que requiera una bomba de vacío como la periodicidad con la que deba realizarse son aspectos que determinan cuánto debe invertir un usuario en estas máquinas. Un buen presupuesto, previo a la compra de uno equipo de este tipo, debe reflejar este factor. Para tomar una decisión bien informada, hay que considerar no solamente el precio de la máquina sino también el costo operativo, la inversión en mantenimiento (la frecuencia de este), e incluso la mano de obra que corresponde a la instalación.

Cuando se analizan todos los elementos previamente descritos, se podrá tener la certeza de que se invierte en la mejor bomba de vacío de acuerdo con las necesidades que se desea satisfacer.

¿Quién fue el inventor que la diseñó?

El físico alemán Otto von Guericke fue quien inventó la bomba de vacío en el año 1650. Este importante personaje se desempeñó como juez e incluso alcalde. Sin embargo, sentía gran pasión por las ciencias y en particular por la física. Por ese motivo, en paralelo a su carrera de jurista, realizó investigaciones sobre electrostática, presión atmosférica, y física del vacío.

Usos o aplicaciones que tienen las bombas de vacío en diferentes industrias

Debido a su gran versatilidad, las bombas de vacío tienen múltiples usos y han sido incorporadas por diversos sectores industriales en sus operaciones cotidianas. Un ejemplo de ello es el sector de la salud. Dentro de las clínicas, hospitales y centros asistenciales en general se implementan estos equipos para conseguir un correcto sistema de gases que garantice la salud de los pacientes.

Asimismo, se usan estos equipos en las industrias que se listan a continuación de manera alfabética:

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

Si bien en todos esto sectores se utilizan bombas de vacío, como se ha descrito previamente, el tipo de máquina varía de acuerdo con la aplicación específica para la cual esté destinada.

Partes de una bomba de vacío

Bien sea que trabajen mediante un sistema de membrana, de anillo líquido o de vacío scroll,  una bomba de vació puede incorporar un mayor o menor número de piezas en su armazón. Por lo que es un factor que dependerá en gran medida de su tecnología. Pero básicamente, y sobre todo en el caso de las máquinas que trabajan con paletas, las partes de una bomba de vacío son las que indican a continuación.

• Paletas: son las piezas que, mediante su rotación constante en el interior de la bomba de vacío, logran crear una disminución en la presión, lo cual permite extraer los gases o fluidos del sistema.
• Rotor: constituye la pieza metálica a la que se encuentran conectadas las al cual están conectadas las paleta que las hace girar.
• Tubo de descarga: a través de esta tubería se expulsan al ambiente los gases que se extraen del interior del sistema sobre el cual actúa la bomba de vació.
• Tubo de succión: esta es la tubería empleada para que los gases entren a la máquina.

Experimentos de fabricación casera

Para comprobar el funcionamiento de estos aparatos también es posible hacer una bomba de vacío casero y con ella realizar diversos experimentos. Esta es una manera entretenida de hacer una actividad en casa que incorpora ingenio y ciencia.

De esta forma es posible ver cómo los objetos se expanden cuando tiene aire en su interior y la relación e interacción entre ambos. Cabe destacar que para realizar este experimento es necesario contar con un compresor.

10 datos curiosos sobre los cronógrafos

La historia, evolución y tecnología actual de las bombas de vacío encierra una variedad de datos curiosos. A continuación se enumeran 10 curiosidades sobre estas versátiles máquinas.

1. Otto von Guericke, quien fue el inventor de la bomba de vacío, se graduó como abogado y tuvo una carrera como jurista. Además estudió matemáticas y sentía pasión por la física.
2. Un total de 15 años fue el tiempo que, de acuerdo con sus escritos, le tomó a Otto von Guericke perfeccionar su invento de la bomba de vacío, por el cual se hizo mundialmente conocido.
3. Las bombas de vacío scroll tienen la particularidad de que no necesitan aceite  para su funcionamiento. Además son silenciosas y de un tamaño compacto.
4. En la industria de alimentos se utilizan estos equipos mecánicos para eliminar las vísceras de animales como pescados y aves.
5. Se recomienda el uso de bombas secas, aquellas que no utilizan aceite, en la industria del procesamiento de alimentos, ya que de esta manera se evita la contaminación del producto.
6. La bomba turbomolecular es una de las más costosas, tanto por el precio del equipo como por el mantenimiento que requiere.
7. El tratamiento de diferentes fibras y planchado representa uno de los usos de estos equipos en la industria textil.
8. Hasta 100 mbar absolutos es el nivel de vació que pueden alcanzar las bombas secas, aquellas que no utilizan aceite.
9. “Experimenta nova, ut vocatur Magdeburgica, de vacuo spatio” lleva por título la obra en la que Otto von Guericke explica en detalle su experimento con los hemisferios de Magdeburgo, uno de los más famosos de este inventor teutón.
10. Cada 3.000 horas de funcionamiento se debe cambiar el aceite de las bombas de vacío de paletas, de acuerdo con las recomendaciones de los especialistas. De esta manera se alarga la vida útil del equipo.