A máquina de embalagem por termoformação demora de repente mais tempo até o filme ficar bem ajustado. A mesa de vácuo da fresadora CNC já não segura as placas finas. O secador não atinge a pressão habitual. Por detrás dos três casos está o mesmo componente: uma bomba de vácuo que já não dá o que o processo exige – ou que nunca foi realmente adequada ao processo.
Existem bombas de vácuo de muitos tipos. Cada uma tem uma gama de pressão em que trabalha bem e fluidos que tolera bem ou mal. Quem tem de substituir ou escolher uma bomba nova deve conhecer estas diferenças.
Este guia explica as principais bombas de vácuo para a indústria, ordena-as por gama de pressão e aplicação e mostra que dados são necessários para a escolha e a substituição.
Compreender o vácuo: gamas de pressão e velocidade de bombagem
Vácuo significa uma pressão abaixo da pressão atmosférica, que ao nível do mar ronda os 1013 mbar. Na prática, o vácuo é geralmente indicado como pressão absoluta. Quanto menor o número, melhor o vácuo. A classificação habitual:
| Gama | Pressão absoluta | Aplicações típicas |
|---|---|---|
| Vácuo primário | Atmosfera até 1 mbar | Embalagem, fixação e aperto, transporte, desgaseificação |
| Vácuo médio | 1 a 0,001 mbar | Secagem a vácuo, destilação, liofilização |
| Alto vácuo | 0,001 a 0,0000001 mbar | Revestimento, tratamento térmico, análise |
| Ultra-alto vácuo | abaixo disso | Investigação, tecnologia de semicondutores |
A maioria das aplicações industriais situa-se no vácuo primário e médio. Além da pressão final atingível, conta a velocidade de bombagem(caudal de aspiração), indicada em m³/h. Descreve o volume de gás que a bomba transporta por unidade de tempo e determina a rapidez com que um recipiente é evacuado. Importante: a velocidade de bombagem depende da pressão e diminui perto da pressão final. Por isso, observe a curva de velocidade de bombagem na ficha técnica, e não apenas o valor nominal.
Os principais tipos
Bomba de palhetas rotativas lubrificada a óleo
A bomba de palhetas rotativas é a clássica do vácuo primário e médio. Um rotor montado excentricamente com palhetas móveis forma câmaras que aspiram, comprimem e expulsam o gás. O óleo veda as folgas, lubrifica e dissipa o calor. As bombas de um andar atingem tipicamente pressões finais na ordem de 0,1 mbar; as de dois andares vão mais fundo no vácuo médio.
Pontos fortes: bom vácuo final, construção compacta, vasta oferta. Pontos fracos: o óleo pode ser contaminado por vapores e partículas, a mudança de óleo faz parte da manutenção regular e é necessário um separador de névoa de óleo na saída. Aplicações típicas: embalagem, mesas de vácuo, refrigeração e climatização, instalações de laboratório.
Bomba de palhetas rotativas a seco
As palhetas são de material autolubrificante, geralmente à base de grafite. A bomba trabalha sem óleo na câmara de compressão e atinge apenas vácuo primário. É adequada para ar limpo e seco, por exemplo na indústria gráfica ou no manuseamento. As palhetas são peças de desgaste.
Bomba de vácuo de garras
Dois rotores em forma de garra rodam um contra o outro sem contacto. Sem atrito na câmara de compressão, a bomba tem pouco desgaste e comprime sem óleo. Trabalha no vácuo primário e é utilizada em centrais de vácuo, nas indústrias de embalagem e da madeira e em sistemas de transporte.
Bomba de vácuo de parafuso
Dois rotores de parafuso contrarrotativos transportam o gás sem contacto e a seco. As bombas de parafuso atingem vácuo médio e toleram vapores e, até certo ponto, também condensado. Por isso, são muito usadas na química e na indústria farmacêutica, na secagem, na destilação e na recuperação de solventes. Para fluidos agressivos ou explosivos existem versões especiais.
Bomba de anel líquido
Um impulsor roda excentricamente num corpo parcialmente cheio de líquido de serviço, geralmente água. O anel líquido em rotação forma as câmaras de transporte. A bomba é robusta e tolera vapores, arrastamento de líquido e gases sujos. A sua pressão final está limitada pela pressão de vapor do líquido de serviço e sobe com a temperatura deste. Aplicações: química, indústria do papel, alimentar, desgaseificação.
Bomba de membrana
Uma membrana oscilante transporta o gás totalmente sem óleo. As bombas de membrana são pequenas, têm velocidade de bombagem limitada e trabalham no vácuo primário. Encontram-se em laboratório, análise e como bomba primária para sistemas pequenos.
Bomba Roots e bomba turbomolecular
Nenhuma das duas trabalha sozinha, mas sim com uma bomba primária. A bomba Roots é montada como booster antes de uma bomba de palhetas rotativas, de parafuso ou de anel líquido e aumenta consideravelmente a velocidade de bombagem no vácuo médio. A bomba turbomolecular gera alto vácuo e também precisa de uma bomba primária.
Soprador de canal lateral
Gera apenas um vácuo reduzido, mas transporta grandes caudais volúmicos. São típicos os sistemas de transporte pneumático, as aspirações e as ventosas de elevação com grandes fugas.
Que tipo se adequa a que processo?
| Processo | Tipos mais utilizados | O que importa |
|---|---|---|
| Embalagem a vácuo | Palhetas rotativas, garras | evacuação rápida, humidade do produto |
| Mesas de vácuo, manuseamento | Palhetas rotativas a seco ou lubrificadas, garras, canal lateral | caudal com fugas pela peça e pelos vedantes |
| Secagem, destilação | Parafuso, anel líquido, palhetas rotativas com lastro de gás | vapores, condensado, solventes |
| Desgaseificação de plásticos fundidos | Anel líquido, parafuso, palhetas rotativas com separador | depósitos, monómeros, partículas |
| Central de vácuo | Garras, parafuso, palhetas rotativas | regulação conforme a necessidade, redundância |
| Revestimento, tratamento térmico | Bomba primária mais bomba Roots ou turbomolecular | alto vácuo, grupo de bombagem |
Os critérios de escolha em resumo
- Pressão de trabalho: que pressão absoluta é realmente necessária no processo? Uma bomba que mal atinge a pressão final trabalha numa zona desfavorável da curva característica.
- Velocidade de bombagem: que volume tem de ser evacuado em quanto tempo, e qual a dimensão das fugas no sistema?
- Fluido: ar seco, vapor de água, solventes, gases agressivos, partículas ou poeiras? Disso depende se a melhor opção é lubrificada a óleo, a seco ou com vedação por líquido.
- Isenção de óleo: em aplicações alimentares, farmacêuticas ou de salas limpas, um processo sem óleo pode ser obrigatório.
- Proteção contra explosões: se forem transportadas misturas explosivas ou se a bomba estiver numa zona ATEX, tem de ser adequada à zona correspondente. Na UE, a base legal para os equipamentos é a Diretiva 2014/34/UE.
- Regime de funcionamento: funcionamento contínuo, ciclos frequentes de arranque e paragem ou funcionamento perto da pressão atmosférica influenciam o desgaste e o aquecimento.
- Manutenção e ambiente: mudança de óleo, troca de palhetas, líquido de serviço, calor libertado no local e nível de ruído.
Avarias típicas e as suas causas
- A pressão final não é atingida: fugas em tubagens e vedantes, óleo sujo ou emulsionado, filtro de aspiração colmatado, palhetas desgastadas.
- Óleo no escape ou perda de óleo: separador de névoa de óleo saturado, pressão de aspiração demasiado alta durante muito tempo, óleo errado.
- Óleo leitoso: o vapor de água condensa na bomba. O funcionamento com lastro de gás ou um coletor de condensados a montante podem resolver.
- Sobreaquecimento: má ventilação, temperatura ambiente demasiado alta, funcionamento contínuo com pressão de aspiração elevada.
- Ruídos anormais: rolamento danificado, desgaste do acoplamento, palhetas partidas.
Antes de suspeitar da bomba, verifique o sistema. Um vacuómetro diretamente na boca de aspiração mostra se a bomba, sozinha, atinge a pressão final. Se for o caso, o problema está geralmente nas tubagens, válvulas ou vedantes da instalação.
Funcionamento e manutenção: como fazer a bomba durar mais
Muitas avarias de bombas de vácuo podem ser evitadas com poucas medidas. Quais delas são importantes depende do tipo:
- Verificar o óleo regularmente: nas bombas lubrificadas a óleo, o nível e a cor no visor dizem muito. Óleo escuro, turvo ou leitoso é sinal para mudar o óleo e indica vapores ou partículas no processo. Utilize o óleo para bombas de vácuo aprovado pelo fabricante.
- Usar corretamente o lastro de gás: a válvula de lastro de gás deixa entrar uma pequena quantidade de ar na fase de compressão. Assim, o vapor de água não condensa no óleo, sendo expulso com o gás. A pressão final atingível fica um pouco pior. Em processos húmidos, este é geralmente o melhor compromisso.
- Deixar aquecer: uma bomba fria absorve vapores para o óleo com mais facilidade. Deixe-a funcionar alguns minutos com a válvula de aspiração fechada antes do processo, se o fabricante o recomendar.
- Vigiar filtros e separadores: um filtro de aspiração colmatado reduz a velocidade de bombagem; um separador de névoa de óleo saturado aumenta a contrapressão e a perda de óleo.
- Ter peças de desgaste em stock: palhetas, kits de vedantes, elementos filtrantes e peças do acoplamento são, em bombas críticas, bons candidatos para o seu próprio armazém de peças de substituição.
Nas bombas de parafuso e de garras a seco, não há mudança de óleo na câmara de compressão, mas o óleo da engrenagem e os rolamentos continuam a precisar de atenção. As bombas de anel líquido dependem de um líquido de serviço suficientemente frio e limpo.
O que deve indicar para a substituição ou nova escolha
- fabricante, tipo e número de série da placa de características
- tipo de bomba e, se conhecidos, pressão final e velocidade de bombagem
- tensão e frequência: a velocidade de bombagem é maior a 60 Hz do que a 50 Hz, porque a bomba roda mais depressa
- dimensão e tipo de ligação nos lados de aspiração e de compressão
- fluido e processo, em especial vapores, solventes e partículas
- óleo ou líquido de serviço utilizado
- requisitos de proteção contra explosões ou de isenção de óleo
- fotografias da placa de características, das ligações e da situação de montagem
Quando falta a bomba de vácuo ou as suas peças de desgaste
Palhetas, kits de vedantes, filtros e separadores de névoa de óleo são peças de substituição típicas que faltam numa paragem. Em bombas mais antigas, por vezes o modelo inteiro já não está disponível. A KTB Europe é uma empresa familiar de Hamburgo e adquire desde 1976 peças de substituição industriais de todas as marcas em todo o mundo. Envie-nos a referência da peça, uma fotografia da placa de características ou uma descrição. Se um modelo estiver descontinuado, procuramos alternativas adequadas.
Saiba mais nas páginas sobre compras MRO e sobre a gestão de peças de substituição. Faça o seu pedido através da página de contacto. Leia também: Bombas industriais, da especificação à entrega e a nossa lista de verificação para comprar um manómetro, que trata também dos vacuómetros.
Conclusão
A bomba de vácuo certa resulta da pressão de trabalho, da velocidade de bombagem e do fluido. Para embalagem e mesas de vácuo, as bombas de palhetas rotativas e de garras são a escolha habitual; para vapores e solventes, as bombas de parafuso e de anel líquido; para alto vácuo, um grupo de bombagem com bomba primária. Quem, na substituição, indica os dados da placa de características, o fluido e a frequência da rede encontra mais depressa uma bomba adequada ao processo.
Perguntas frequentes
Que bomba de vácuo é a certa para o meu processo?
São decisivos a pressão de trabalho necessária, a velocidade de bombagem e o fluido transportado. Para embalagem e mesas de vácuo usam-se muitas vezes bombas de palhetas rotativas ou de garras; para vapores e solventes, bombas de parafuso ou de anel líquido. Para alto vácuo é necessário um grupo de bombagem com bomba primária.
Como funciona uma bomba de palhetas rotativas?
Um rotor montado excentricamente com palhetas móveis forma no corpo câmaras que aspiram, comprimem e expulsam o gás. Nas bombas lubrificadas a óleo, o óleo veda as folgas e dissipa o calor. As versões de um andar atingem vácuo primário até à ordem de 0,1 mbar; as de dois andares vão mais fundo no vácuo médio.
Porque é que a minha bomba de vácuo já não atinge a pressão final?
As causas frequentes são fugas na instalação, óleo sujo ou emulsionado por vapor de água, um filtro de aspiração colmatado ou palhetas desgastadas. Verifique com um vacuómetro diretamente na boca de aspiração se a bomba, sozinha, atinge a sua pressão final. Se for o caso, o problema está geralmente na instalação.
O que significa velocidade de bombagem nas bombas de vácuo?
A velocidade de bombagem indica o volume de gás que uma bomba transporta por unidade de tempo, geralmente em metros cúbicos por hora. Determina a rapidez com que um recipiente é evacuado. Como diminui com a descida da pressão, deve observar-se a curva de velocidade de bombagem na ficha técnica.
Quando é necessária uma bomba de vácuo sem óleo?
As bombas sem óleo fazem sentido quando o óleo pode contaminar o processo ou o produto, por exemplo em aplicações alimentares, farmacêuticas ou de salas limpas. Também quando os vapores sujariam o óleo rapidamente, as bombas de parafuso ou de garras a seco são muitas vezes a melhor escolha.