Bombas de vacío frente a eyectores de vacío

La tecnología de vacío desempeña un papel crucial en una amplia gama de industrias, desde el envasado hasta el trabajo con madera y el procesado de plásticos. Tanto las bombas de vacío como los eyectores de vacío se utilizan para generar vacío en estas industrias, lo que permite procesos eficientes como la manipulación y la elevación, el envasado o el termoformado. Aunque ambas tecnologías están diseñadas para la generación de vacío, funcionan de forma diferente.

Las bombas de vacío suelen alcanzar niveles de vacío más constantes, lo que las convierte en la opción preferida para muchas aplicaciones industriales que requieren un suministro de vacío constante, como en el secado por vacío.

Cómo funcionan las bombas de vacío

Una bomba de vacío elimina el aire u otros gases de un entorno sellado para generar vacío. El medio bombeado entra en la bomba de vacío a través de su entrada y queda atrapado en una cámara por piezas móviles como paletas, rotores de uña o tornillos. Con una rotación de estas piezas, el tamaño de la cámara disminuye. Como consecuencia, el gas se comprime hasta que alcanza su menor volumen posible. A continuación, se expulsa a través de una salida. Al repetir continuamente este ciclo, el vacío se mantiene.

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Cómo funcionan los eyectores de vacío

Los eyectores de vacío utilizan sobrepresión o vapor para generar vacío. Aunque se pueden categorizar por el tipo de medio utilizado, su funcionamiento se basa universalmente en el principio de Bernoulli. Este principio establece que cuando un fluido se mueve más rápido, su presión disminuye. En consecuencia, cuando la presión es alta, el fluido se mueve lentamente.

En un eyector de vacío, un chorro de alta presión procedente de un compresor de aire o generador de vapor se pasa a la fuerza a través de una boquilla. A medida que la boquilla se estrecha, el aire se acelera para pasar a través del espacio más pequeño, al igual que el caudal de agua aumenta al apretar el extremo de una manguera de jardín. Esto sucede porque tiene que pasar la misma cantidad de aire, aunque el espacio sea más pequeño.

Siguiendo el principio de Bernoulli, esta aceleración conduce a una disminución de la presión, lo cual crea un área de baja presión alrededor de la sección del cuello de la boquilla. Dado que los gases fluyen de forma natural desde áreas de mayor presión a áreas de menor presión, la presión diferencial alrededor de la boquilla aspira el gas de la cámara de evacuación a través de la entrada. Este caudal evacua eficazmente la cámara y genera vacío. A continuación, el chorro de alta presión lo arrastra y se mezcla con el gas de la cámara. Durante la mezcla, la energía de la corriente de alta presión se transfiere al gas arrastrado, lo que provoca la transferencia de la mezcla. Finalmente, se expulsa a través de la descarga.

Eyectores de vapor multietapa

Los eyectores de vapor pueden variar desde unidades de simple etapa hasta configuraciones multietapa, y es el nivel de vacío requerido el que determina el número de etapas de eyector necesarias. Esto significa que cuanto mayor sea el vacío requerido, más etapas de eyector se necesitan.

Un eyector de vapor multietapa es un sistema de varios eyectores conectados en serie. Puede alcanzar niveles de alto vacío reduciendo progresivamente la presión en cada etapa. A medida que se reduce la presión, las moléculas de gas se expanden cada vez más y la densidad del gas disminuye. Esto significa que se puede lograr un alto vacío. En esta configuración, el vapor motriz y la mezcla de gas evacuado que sale de una etapa se recogen en un condensador, reduciendo el volumen de gas que se manipulará en la siguiente etapa.

Diferencias en la aplicación

Los eyectores de vacío y las bombas de vacío difieren tanto en su principio de funcionamiento como en sus aplicaciones. Los eyectores de vacío son económicos y fáciles de instalar. Normalmente se integran en máquinas para tareas como pick and place. Dado que los eyectores generan vacío utilizando aire comprimido, a menudo se eligen cuando el proceso ya requiere aire comprimido para otros pasos.

Aunque los costes iniciales de los eyectores de vacío son inferiores a los de una bomba de vacío, los eyectores consumen una cantidad significativa de aire comprimido o vapor, lo que con el tiempo se traduce en mayores costes de funcionamiento. Esto convierte a las bombas de vacío en la opción más eficiente, ya que ahorra gastos de energía. Por este motivo, la mayor inversión inicial en una bomba de vacío se amortizará después de un corto periodo de tiempo.

Además, el nivel de vacío que pueden alcanzar los eyectores de vacío es limitado. Para aplicaciones de medio y alto vacío, como la liofilización de frutas y verduras, se requieren bombas de vacío. En general, las bombas de vacío son más versátiles, ya que pueden cubrir una gama más amplia de niveles de vacío, desde vacío preliminar hasta alto vacío. Gracias a los diferentes tipos de bombas de vacío disponibles, es posible encontrar fácilmente la combinación adecuada para una aplicación específica.

Ventajas de las bombas de vacío

Eficiencia energética y costes de funcionamiento

Los eyectores de vapor utilizan vapor presurizado para generar vacío. Para crear el vapor, el agua se evapora en una caldera. Este proceso requiere un alto consumo de energía para la calefacción y grandes cantidades de agua. Parte de este calor se libera al entorno alrededor del eyector, lo que en última instancia provoca un funcionamiento ineficiente, pérdidas de calor y mayores costes de funcionamiento. Las bombas de vacío funcionan a temperaturas más bajas y no requieren un suministro adicional de calor o agua. Esto ahorra costes y reduce el consumo energético general de la bomba de vacío, lo que la convierte en la opción con mayor eficiencia energética.

En un sistema eyector de vapor multietapa, la última etapa requiere la mayor cantidad de energía para generar el vacío límite. Se pueden conseguir ahorros significativos sustituyendo este eyector final por una bomba de vacío de anillo líquido, lo que crea un sistema híbrido. El funcionamiento eficiente de la bomba de vacío de anillo líquido ayuda a reducir el consumo de energía. Sin embargo, sustituir todos los eyectores de vapor de un sistema de vacío por bombas de vacío sigue siendo la mejor solución para reducir tanto el consumo de alimentación eléctrica como los costes de funcionamiento.

Además, las bombas de vacío de Busch pueden equiparse con ECOTORQUE, el variador de frecuencia (VSD) de Busch. Con el VSD, la velocidad de rotación de la bomba de vacío se puede ajustar con precisión a la exigente demanda del proceso para que solo se consuma la cantidad necesaria de energía. Esto convierte a las bombas de vacío de Busch en la elección ideal para todas las industrias que desean ahorrar costes de funcionamiento.

Impacto medioambiental

El impacto medioambiental está directamente relacionado con el asunto de la eficiencia. El calor para la generación de vapor requiere energía. Si esa energía proviene de fuentes no renovables como el carbón o el gas natural, se añade a la huella de carbono.

Además, el vapor crea otro problema. En los eyectores multietapa, la mezcla de vapor y gas de proceso se recoge en un condensador para reducir el volumen de gas que se debe manipular en la siguiente etapa del eyector. En el condensador, el vapor se enfría y se condensa en agua a medida que libera calor al ambiente. Este agua, o condensado, se descarga luego del sistema. Sin embargo, a menudo contiene contaminantes que ha absorbido del gas de proceso, lo que da como resultado grandes volúmenes de agua contaminada. La recogida y el tratamiento de estas aguas residuales aumentan aún más los costes de funcionamiento y, si no se tratan correctamente, provocan contaminación medioambiental.

Para garantizar un suministro de vacío completamente limpio, se puede generar vacío con las bombas de vacío secas de tornillo COBRA de Busch. Estas bombas de vacío no requieren aceite en la cámara de compresión.

Personalización

A diferencia de los eyectores de vacío, las bombas de vacío son adecuadas para una amplia gama de aplicaciones y se pueden utilizar en varias industrias, incluidas aquellas que requieren alto vacío o que funcionan con varios tipos de gas. Además, es posible la centralización del suministro de vacío, lo que proporciona un mayor control del proceso y eficiencia. Busch ofrece sistemas de vacío llave en mano que se pueden adaptar para satisfacer las necesidades únicas de diferentes industrias. Estos se fabrican en centros de construcción de sistemas locales y se pueden instalar en una sala separada en las instalaciones del cliente. Los expertos locales de Busch lo conectan al proceso de producción integrando las tuberías y conductos necesarios. El suministro de vacío desde una sala de equipos independiente conlleva una serie de ventajas, como la reducción de los niveles de ruido, la optimización del espacio o la mejora de la calidad del aire en las zonas de producción.

Además, las bombas de vacío de Busch están disponibles en diferentes opciones de diseño, incluidos recubrimientos especiales anticorrosión (Aqua) y versiones ATEX para su uso en zonas potencialmente explosivas. Esta amplia cartera garantiza que puedan seleccionarse bombas de vacío para una amplia gama de aplicaciones y entornos.

Niveles sonoros

El flujo constante de vapor o aire presurizado en los eyectores de vacío genera altos niveles de presión acústica debido a su velocidad. Esto significa que, durante el proceso de evacuación, los eyectores pueden ser 16 veces más ruidosos que las bombas de vacío. Esto puede ser problemático en entornos donde es vital controlar los niveles de presión acústica y evitar vibraciones altas. La reducción de este nivel de presión sonoro de los eyectores de vacío requiere medidas exhaustivas, como la incorporación de silenciadores.

Las bombas de vacío de Busch funcionan de forma más silenciosa, lo que contribuye a un mejor entorno de trabajo al reducir el ruido.