Bombas_de_Vacuo - blame (f95eb4)

Blame

f95eb4	David Gonçalves	2025-07-02 10:19:05
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**Bomba de Vácuo**

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**

<img src="./Bombas de Vácuo/media/image1.jpeg"

style="width:2.36458in;height:1.77292in"

alt="Resultado de imagem para bombas de deslocamento positivo" />O

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

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**

<img src="./Bombas de Vácuo/media/image2.jpeg"

style="width:2.25in;height:2.25in"

alt="Resultado de imagem para bombas difusoras" />Este tipo de bomba

baseia-se na transferência de movimento originada pelo contacto das

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**

<img src="./Bombas de Vácuo/media/image3.jpeg"

style="width:2.85417in;height:3.1875in"

alt="Resultado de imagem para bombas criogenicas" />As moléculas são

removidas de uma superfície através de captura realizada por processos

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

100

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

101

processo de embalagem, os bens a serem embalados podem ser

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

103

na embalagem de alimentos ajuda a manter os alimentos frescos

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

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MAP (embalagem em atmosfera modificada) em produtos alimentares

106

frescos mantém a aparência, a frescura e o sabor.

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108

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

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desgaseificação de líquidos, de produtos pastosos e húmidos é uma

110

das mais importantes aplicações de tecnologia de vácuo moderna. Os

111

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

112

processado, aumentando a qualidade do produto. A desgaseificação de

113

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

114

gases originados pelo processo de fundição são extraídos diretamente

115

da zona do parafuso de extrusão, aumentando significativamente a

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estrutura e as propriedades físicas do produto.

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118

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

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pneumático de produtos a granel é um método eficiente e comprovado

120

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

121

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

122

produção. A diferenciação é feita entre o transporte por sucção

123

pneumática e o transporte por sobrepressão pneumática, ou seja,

124

transporte com vácuo ou com sobrepressão. O transporte por sucção

125

pneumática é sempre usado quando é necessário o transporte de

126

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

127

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

128

indústria alimentar, na indústria de processamento de plásticos no

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transporte de granulados e nas indústrias farmacêutica e química.

130

131

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

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

133

é possível transportar materiais húmidos e de grande volume usando

134

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

135

ou no transporte de cascas de árvore.

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137

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

138

sectores e campos industriais que não usem processos de secagem a

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vácuo. O líquido contido nos materiais processados é evaporado pela

140

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

141

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

142

térmica. É particularmente adequada a processos de secagem para

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produtos químicos, farmacêuticos, alimentares e outras aplicações,

144

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

145

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

146

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

147

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

148

secagem a vácuo é especialmente adequada à secagem de produtos com

149

uma grande área de superfície, como granulados de plástico sintético

150

ou outros materiais higroscópicos. O vácuo também é utilizado para

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secar componentes industriais.

152

153

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

154

imaginar os processos de produção modernos sem a utilização de vácuo

155

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

156

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

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

158

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

159

movimentação, o transporte ou o aperto de objetos fixados desta

160

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

161

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

162

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

163

que são fornecidos à máquina de processamento inicial por um robot

164

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

165

fixados por vácuo e processados nesta máquina antes de serem

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transportados para a próxima etapa de processamento por outra

167

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

168

automaticamente as peças fabricadas em paletes.

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170

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

171

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

172

passadas pelas estações de impressão individuais por rolamentos a vácuo

173

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

174

puxado por vácuo por todas as máquinas de processamento subsequentes.

175

176

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

177

importante nas indústrias químicas e farmacêutica e tem aplicações

178

em muitos outros sectores, incluindo produção de bebidas e

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

180

bruto contém hidrocarbonetos mais pesados e mais leves, com

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diferentes pontos de ebulição e que requerem dois processos de

182

destilação. Após a destilação atmosférica, é executada uma segunda

183

destilação a vácuo, para separar os hidrocarbonetos pesados a baixas

184

temperaturas, minimizando o fracionamento térmico e a criação de

185

derivados indesejados.

186

187

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

188

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

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

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

191

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

192

poeira de serração. A tecnologia de vácuo usada nessas aplicações

193

depende da velocidade de bombagem e da diferença de pressão ou

194

pressão final necessária. Os princípios de ventiladores e de uma

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variedade de bombas de vácuo são consequentemente utilizados nessas

196

aplicações. A seleção da tecnologia de separação adequada é

197

importante para garantir que os produtos removidos não entram em

198

contacto com a bomba de vácuo ou o ventilador.

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200

## Como escolher uma bomba de vácuo?

201

202

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

203

primeiramente a aplicação prevista que vai influenciar a escolha em

204

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

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caudal necessário.

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207

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

208

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

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

210

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

211

212

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

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214

<table>

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216

217

218

219

220

</colgroup>

221

<thead>

222

223

<th>Tipo de vácuo</th>

224

<th>Pressão máxima (mbar)</th>

225

<th><p>Pressão mínima</p>

226

227

<th>Moléculas por cm<sup>3</sup></th>

228

</tr>

229

</thead>

230

<tbody>

231

232

<td>Vácuo primário</td>

233

234

235

236

</tr>

237

238

<td>Alto vácuo</td>

239

240

241

242

</tr>

243

244

<td>Ultra vácuo</td>

245

246

247

248

</tr>

249

</tbody>

250

</table>

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252

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254

Em seguida, deverá ter em consideração as seguintes características:

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

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

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avaliar se a capacidade da bomba é suficiente para efetuar o

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

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caudal mássico.

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262

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

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gases usados previamente, analisando todos os problemas eventuais

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que possam vir a afetar o equipamento.

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

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

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maior eficácia e resistência, necessitam de uma manutenção mais

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frequente.

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

272

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

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

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

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da instalação.

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Trabalho realizado por:

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João Lopes

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Vítor Sousa