¿Qué equipo puede alcanzar una presión de entre –7 y –9 atmósferas?

Aclaración sobre el concepto físico: significado real de “–7 a –9 atmósferas”

En física, el límite inferior de la presión absoluta es 0 (vacío absoluto); no existe una presión absoluta de “‑7” o “‑9” atmósferas. En el ámbito de la ingeniería y de la investigación científica, esta expresión suele referirse a dos situaciones:

• Presión manométrica industrial (presión relativa): Se refiere a -0.7 MPa Hasta -0.9 MPa La presión negativa (comúnmente denominada entre –7 y –9 kg de presión negativa) corresponde a una presión absoluta de aproximadamente 0,3 a 0,1 atmósferas estándar, situándose en el rango del vacío grueso o bajo.
• Presión absoluta en notación científica: se refiere a una presión de entre 10⁻⁷ y 10⁻⁹ atmósferas estándar (aproximadamente de 10⁻² a 10⁻⁴) Pa), pertenece al rango de alto vacío a ultraalto vacío.

Lograr una presión negativa industrial (-0,7 ~ -0.9 MPa) del equipo de vacío

Para las necesidades de vacío grueso y vacío bajo frecuentes en la industria, los siguientes equipos pueden suministrar de manera estable presiones negativas en dicho rango:

• Bomba de vacío de paletas rotativas con sello de aceite: Utiliza paletas giratorias que deslizan dentro de la cámara de la bomba para variar el volumen y extraer el gas. Las bombas de paletas de una o dos etapas pueden alcanzar fácilmente -0.09 MPa El grado de vacío anteriormente mencionado se emplea ampliamente en el envasado, la desgasificación y los laboratorios de investigación básica.
• Bomba de vacío de anillo líquido: Utiliza agua u otros líquidos como fluido de trabajo, siendo adecuado para la extracción de gases que contienen grandes cantidades de vapor de agua o trazas de polvo, y presenta un rendimiento sobresaliente en las industrias química y papelera.
• Grupo de bomba de vacío RootsLa bomba Roots no puede evacuar directamente a la atmósfera; por lo general, se utiliza en serie con una bomba de paletas rotativas o con una bomba de anillo líquido como bomba de prebombeo, lo que permite aumentar considerablemente la tasa de bombeo y acortar el tiempo necesario para alcanzar la presión negativa deseada.

Equipo de vacío capaz de alcanzar altos niveles de vacío (10⁻⁷ a 10⁻⁹ atm)

Si la exigencia es una ultraalta presión de vacío (es decir, entre una diezmilmillonésima y una milmillonésima parte de la presión atmosférica), las bombas mecánicas convencionales no pueden satisfacerla; es necesario recurrir a bombas de alto vacío o de ultraalto vacío.

• Bomba molecular de turbina: Mediante álabes giratorios a alta velocidad, las moléculas de gas son impulsadas de forma dirigida hacia el puerto de evacuación. Por lo general, requiere la cooperación de una bomba preliminar; constituye el equipo central para alcanzar altos y ultraaltos vacíos y se emplea frecuentemente en la fabricación de semiconductores y en el análisis de superficies.
• Bomba de condensación criogénica: Utiliza superficies a temperaturas extremadamente bajas para condensar o adsorber moléculas de gas. Presenta una elevada velocidad de bombeo y no genera contaminación por aceite, siendo adecuado para el recubrimiento al vacío y la simulación del entorno espacial.
• Bomba iónica por pulverización catódica: Mediante descarga de Paschen se ionizan las moléculas del gas y, con la ayuda de un campo eléctrico, los iones son acelerados hasta incrustarse en el cátodo de titanio. Se trata de una bomba de ultraalto vacío sin partes móviles, utilizada para mantener condiciones de vacío extremadamente elevado.

Recomendaciones para la selección de equipos de vacío y la configuración del sistema

La selección del equipo de vacío adecuado no solo debe basarse en la presión de aspiración máxima, sino que también requiere considerar de manera integral los siguientes factores:

• Composición del gas: Si el gas contiene componentes corrosivos o una gran cantidad de vapores condensables, es necesario seleccionar materiales resistentes a la corrosión o equipar el sistema con una trampa fría y un filtro.
• Velocidad de bombeoEl tiempo necesario para alcanzar la presión objetivo depende de la velocidad de bombeo efectiva de la bomba y del volumen del sistema; las cámaras de gran volumen requieren conjuntos de bombas con alta velocidad de bombeo.
• Requisitos de limpiezaLas aplicaciones sensibles a la contaminación por aceite deberían evitar el uso de bombas mecánicas con sellado de aceite y optar en su lugar por bombas de tornillo seco o conjuntos de bombas libres de aceite como etapas previas, a fin de garantizar la pureza del ambiente de vacío.