Bombas de Vácuo - blame (a77d4b)

Blame

a77d4b	David Gonçalves	2025-07-02 10:22:13

**Bombas de Vácuo**

f95eb4	David Gonçalves	2025-07-02 10:19:05
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A bomba de vácuo é um dispositivo criado para remover um gás, deixando

um vácuo parcial dentro de um determinado recipiente, a fim de mover

líquidos ou outros materiais durante a função de um aplicativo. Foi um

dos primeiros instrumentos projetados para resolver problemas ligados a

outros projetos científicos, que dependiam dos efeitos do vácuo.

As bombas de vácuo são capazes de atingir os vácuos através da exaustão

de moléculas de gás para fora da câmara ou por condensação das moléculas

para criar um vácuo de luz.

**Principais técnicas de criação de vácuo**

As bombas de vácuo são classificadas em três tipos:

**Deslocamento Positivo**

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![](./image1.jpeg)

O método envolve a criação de um vácuo, expandindo uma parte de uma

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câmara, fechando-a, esgotando-a, tendo este processo uma alta taxa de

repetição e alguma compressão. Isto é basicamente como os pulmões

trabalham, quando os pulmões se expandem o ar é puxado para eles através

do nariz ou boca, no entanto numa câmara, esta expansão teria de crescer

indefinidamente a fim de criar um vácuo.

Dividindo a câmara de modo que a seção de expansão possa ser fechada,

esta expansão “infinita” pode ser alcançada, através de uma câmara

dividida poder-se-ia expandir um lado, extraindo o gás de seu interior,

e em seguida, fechar o lado de vácuo da câmara.

Então, o gás no lado expandido é retirado, ou expulso, e as seções

conectam-se novamente, a câmara expande-se, criando uma forte depressão

no lado do vácuo da câmara, e o processo continua.

Exemplos: [bomba de palhetas

rotativas](https://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_palhetas_rotativas), [bomba

de diafragma](https://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_diafragma), bomba

Roots e [bomba

scroll](https://pt.wikipedia.org/wiki/Compressor_espiral).

**Transferências de Impulso**

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![](./image2.jpeg)

Este tipo de bomba baseia-se na transferência de movimento originada pelo contacto das

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moléculas de gás com outras com velocidade igual ou superior às

anteriores. No caso em que temos um jato de fluido a alta velocidade, as

moléculas de gás ao entrarem em contacto com as moléculas de fluido

chocam instantaneamente e alteram o seu vetor velocidade, sendo assim

conduzidas para o ponto de saída (p.e. bombas difusoras). No caso de

interação entre as moléculas de gás com superfícies em movimento, temos

uma adesão instantânea que faz com que as moléculas de gás sejam

arrastadas no sentido de movimento da superfície, acompanhando estas

moléculas até ao ponto de exaustão(p.e. bomba drag e bomba

turbomolecular).

Este tipo de bomba é normalmente acompanhado por bombas de deslocamento

positivo de forma a complementar a sua ação.

**Captura/Armadilha**

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![](./image3.jpeg)

As moléculas são removidas de uma superfície através de captura realizada por processos

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físico-quimicos, como por exemplo a condensação ou adsorção.

Através de campos elétricos ou magnéticos presentes na bomba o processo

de captura é facilitado. O gás bombeado não é retirado pois este fica

armazenado num estado condensado.

As bombas de vácuo são usadas em uma ampla variedade de aplicações, que

variam das câmaras de vácuo a bombas de água simples, porque,

efetivamente criam pequenos vazios relativamente rápido.

Exemplos: [bombas

criogênicas](https://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_criog%C3%AAnica),

bombas de sublimação e [bombas

iônicas](https://pt.wikipedia.org/wiki/Bomba_de_%C3%ADon_(f%C3%ADsica)).

**Aplicações**

A gama de aplicações das bombas de vácuo é muito vasta, havendo vários

tipos de bomba especializada para cada necessidade. Como exemplo

primordial temos o bombeamento de um fluido, onde se quer atingir um

certo patamar/nível que só é possível devido ao auxílio que a bomba

fornece na movimentação do fluido.

Aplicando este princípio básico para sistemas do quotidiano temos os

seguintes exemplos:

-   **Sistemas de vácuo para embalagens** – O vácuo tem, frequentemente,

um papel essencial nos processos de embalagem e na produção das

embalagens. A embalagem pode ser formada, termoformada e revestida

de forma eficiente e precisa, usando técnicas de vácuo. Também pode

ser movida, transportada, aberta e vedada a vácuo. Durante o

processo de embalagem, os bens a serem embalados podem ser

100

fornecidos e inseridos com o auxílio de vácuo. A utilização de vácuo

101

na embalagem de alimentos ajuda a manter os alimentos frescos

102

durante mais tempo, sem nenhuma perda de qualidade. A utilização de

103

MAP (embalagem em atmosfera modificada) em produtos alimentares

104

frescos mantém a aparência, a frescura e o sabor.

105

106

-   **Desgaseificação com vácuo** - Em muitas indústrias, a

107

desgaseificação de líquidos, de produtos pastosos e húmidos é uma

108

das mais importantes aplicações de tecnologia de vácuo moderna. Os

109

gases, os vapores e a humidade são extraídos pelo vácuo do material

110

processado, aumentando a qualidade do produto. A desgaseificação de

111

plásticos durante a extrusão é um exemplo: o vapor de água e os

112

gases originados pelo processo de fundição são extraídos diretamente

113

da zona do parafuso de extrusão, aumentando significativamente a

114

estrutura e as propriedades físicas do produto.

115

116

-   **Transporte pneumático com vácuo e sobrepressão -** O transporte

117

pneumático de produtos a granel é um método eficiente e comprovado

118

para o transporte de poeiras, pós, granulados e outros materiais

119

fluidizáveis, de forma rápida e fiável dentro de um local de

120

produção. A diferenciação é feita entre o transporte por sucção

121

pneumática e o transporte por sobrepressão pneumática, ou seja,

122

transporte com vácuo ou com sobrepressão. O transporte por sucção

123

pneumática é sempre usado quando é necessário o transporte de

124

materiais sensíveis sem contacto com o ar ambiente. Os sistemas de

125

transporte por sucção pneumática são usados, em primeiro lugar, na

126

indústria alimentar, na indústria de processamento de plásticos no

127

transporte de granulados e nas indústrias farmacêutica e química.

128

129

O transporte por sobrepressão pneumática, por outro lado, é usado para

130

materiais relativamente pesados, como areia, cascalho e cimento. Também

131

é possível transportar materiais húmidos e de grande volume usando

132

transportadores a vácuo, por exemplo, na eliminação de resíduos húmidos

133

ou no transporte de cascas de árvore.

134

135

-   **Vácuo para processos de secagem** - É inconcebível imaginar muitos

136

sectores e campos industriais que não usem processos de secagem a

137

vácuo. O líquido contido nos materiais processados é evaporado pela

138

redução de pressão e é extraído como vapor. A secagem a vácuo é mais

139

rápida, mais suave e energeticamente mais eficiente do que a secagem

140

térmica. É particularmente adequada a processos de secagem para

141

produtos químicos, farmacêuticos, alimentares e outras aplicações,

142

em que o excesso de calor destrói ou degrada o produto. Por exemplo,

143

na produção de concentrado de fruta ou na liofilização de café ou

144

fruta, a secagem a vácuo mantém a consistência do produto e preserva

145

os ingredientes vitais como as vitaminas, assim como os sabores. A

146

secagem a vácuo é especialmente adequada à secagem de produtos com

147

uma grande área de superfície, como granulados de plástico sintético

148

ou outros materiais higroscópicos. O vácuo também é utilizado para

149

secar componentes industriais.

150

151

-   **Transporte/retenção com vácuo** - Hoje em dia, é inconcebível

152

imaginar os processos de produção modernos sem a utilização de vácuo

153

para retenção, transporte ou manuseamento de produtos. A ideia é

154

simples e engenhosa: uma ventosa, placa de vácuo ou mesa de vácuo é

155

usada para aplicar sucção e, dessa forma, segurar o objeto de forma

156

firme. Este é um método extremamente eficiente que torna possível a

157

movimentação, o transporte ou o aperto de objetos fixados desta

158

forma. Nos processos de produção automatizados, como a fabricação de

159

móveis, os componentes são movidos por vácuo através de toda a linha

160

de produção. O processo começa com a inserção de painéis de madeira

161

que são fornecidos à máquina de processamento inicial por um robot

162

equipado com um dispositivo de sucção a vácuo. Os painéis são

163

fixados por vácuo e processados nesta máquina antes de serem

164

transportados para a próxima etapa de processamento por outra

165

ventosa de vácuo. No final da linha de produção, um robot empilha

166

automaticamente as peças fabricadas em paletes.

167

168

Nas tipografias, o vácuo é usado para transportar folhas individuais de

169

papel. São puxadas para a máquina de impressão por vácuo, onde são

170

passadas pelas estações de impressão individuais por rolamentos a vácuo

171

antes de serem empilhadas novamente após a impressão. O papel também é

172

puxado por vácuo por todas as máquinas de processamento subsequentes.

173

174

-   **Destilação com vácuo** - A destilação a vácuo é um processo

175

importante nas indústrias químicas e farmacêutica e tem aplicações

176

em muitos outros sectores, incluindo produção de bebidas e

177

alimentos. Outro exemplo é a refinação de petróleo bruto: o petróleo

178

bruto contém hidrocarbonetos mais pesados e mais leves, com

179

diferentes pontos de ebulição e que requerem dois processos de

180

destilação. Após a destilação atmosférica, é executada uma segunda

181

destilação a vácuo, para separar os hidrocarbonetos pesados a baixas

182

temperaturas, minimizando o fracionamento térmico e a criação de

183

derivados indesejados.

184

185

-   **Remoção com vácuo** - O vácuo é utilizado para uma vasta variedade

186

de aplicações, onde é necessária a remoção de produtos derivados.

187

Essas aplicações vão desde a indústria de processamento de carne, ou

188

seja, a remoção de resíduos, ossos e penas de galinha, até à

189

indústria de processamento de madeira, por exemplo, na remoção de

190

poeira de serração. A tecnologia de vácuo usada nessas aplicações

191

depende da velocidade de bombagem e da diferença de pressão ou

192

pressão final necessária. Os princípios de ventiladores e de uma

193

variedade de bombas de vácuo são consequentemente utilizados nessas

194

aplicações. A seleção da tecnologia de separação adequada é

195

importante para garantir que os produtos removidos não entram em

196

contacto com a bomba de vácuo ou o ventilador.

197

198

## Como escolher uma bomba de vácuo?

199

200

Temos de ponderar diversos fatores ao escolher uma bomba de vácuo,

201

primeiramente a aplicação prevista que vai influenciar a escolha em

202

termos de tecnologia, lubrificação, resistência química, grau de vácuo e

203

caudal necessário.

204

205

Os fatores mais importantes são o nível e qualidade do vácuo pretendido,

206

existem vários tipos de vácuo, tal como demonstrado na Tabela 1, o que

207

os distingue é o grau de rarefação do número de moléculas obtido

208

artificialmente e que é medido a partir da pressão dos gases residuais.

209

210

Tabela 1 – Tipos de vácuo e condições ótimas de cada um.

211

212

<table>

213

214

215

216

217

218

</colgroup>

219

<thead>

220

221

<th>Tipo de vácuo</th>

222

<th>Pressão máxima (mbar)</th>

223

<th><p>Pressão mínima</p>

224

225

<th>Moléculas por cm<sup>3</sup></th>

226

</tr>

227

</thead>

228

<tbody>

229

230

<td>Vácuo primário</td>

231

232

233

234

</tr>

235

236

<td>Alto vácuo</td>

237

238

239

240

</tr>

241

242

<td>Ultra vácuo</td>

243

244

245

246

</tr>

247

</tbody>

248

</table>

249

250

251

252

Em seguida, deverá ter em consideração as seguintes características:

253

254

-   **Caudal da bomba**: o caudal está relacionado com o tempo que o

255

equipamento leva a escoar um fluido. Então existe a necessidade de

256

avaliar se a capacidade da bomba é suficiente para efetuar o

257

processo em análise, quer em termos de caudal volumétrico, quer de

258

caudal mássico.

259

260

-   **Compatibilidade química**: A bomba deve ser compatível com os

261

gases usados previamente, analisando todos os problemas eventuais

262

que possam vir a afetar o equipamento.

263

264

-   **Lubrificação**: Em laboratório é privilegiado o uso de bombas de

265

vácuo que funcionam a seco, pois as bombas lubrificadas apesar de

266

maior eficácia e resistência, necessitam de uma manutenção mais

267

frequente.

268

269

-   **Manutenção e custos**: com base nos critérios supramencionados,

270

deverá determinar-se, em seguida, a frequência das operações de

271

manutenção. Os custos de manutenção, juntamente com os custos de

272

exploração e o preço de compra do equipamento ditarão o custo global

273

da instalação.

274

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Trabalho realizado por:

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João Lopes

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Vítor Sousa