Vácuo no trabalho com madeira - PARTE 2

Depois de analisarmos os aspetos básicos da tecnologia de vácuo na última edição, abordaremos hoje os diferentes tipos de geração de vácuo. Neste processo, gostaríamos de limitar a discussão principalmente ao tema da fixação por vácuo em equipamentos de maquinação, uma área que se tornou muito mais significativa à luz dos avanços na automação na indústria do mobiliário e noutros setores do trabalho com madeira. O tema da eficiência económica também corre paralelamente a este desenvolvimento e tornou-se cada vez mais no foco dos gestores de produção e dos responsáveis pela tecnologia. Em princípio, existem várias possibilidades para a geração de vácuo. Para a fixação por vácuo, podem ser utilizadas várias bombas de vácuo mecânicas, de que falaremos.

Bombas de vácuo de palhetas rotativas lubrificadas com óleo

As bombas de vácuo de palhetas rotativas lubrificadas com óleo são as verdadeiras bombas clássicas utilizadas para fixações em equipamentos de maquinação. Foram utilizadas quase exclusivamente há décadas. São sinónimo de fiabilidade, robustez e uma baixa pressão final inferior a um mbar - o que corresponde a um nível de vácuo de 99,9%. A este nível de alto vácuo, elas garantem uma capacidade de reserva de caudal suficiente e, por isso, são conhecidas por uma fixação rápida e segura. A alimentação constante de óleo na câmara de compressão facilita o nível de alto vácuo. O óleo é alimentado através da bomba de vácuo através de um sistema de circulação interno onde sela, lubrifica e remove o calor por compressão. O óleo e o filtro de óleo devem ser substituídos a cada 2000 horas de funcionamento. Em equipamentos de maquinação com velocidades de bombeamento superiores a 160 metros cúbicos por hora, estas bombas de vácuo foram desde então substituídas por tecnologias de vácuo a seco. Para equipamentos de maquinação e dispositivos de fixação mais pequenos que conseguem lidar com velocidades de bombeamento mais baixas, as bombas de vácuo de palhetas rotativas lubrificadas com óleo continuam a funcionar de forma económica e com elevada fiabilidade.

Bombas de vácuo de anel líquido

As bombas de vácuo de anel líquido que geram vácuo utilizando água como fluido operacional funcionam de acordo com um princípio antigo. No entanto, nunca foram realmente capazes de agarrar para utilização em fixações por vácuo, porque a água como fluido operacional está associada a um determinado esforço de manutenção que vai desde o reabastecimento diário da água até à limpeza regular do circuito de água. O nível de vácuo destas bombas de vácuo depende da temperatura da água. À medida que a temperatura da água aumenta, a pressão final alcançável é reduzida e, com ela, o caudal. O caudal mais elevado é atingido a temperaturas até 15 °C. A uma temperatura da água de 40 °C, o caudal cai para 40% do valor original. A principal vantagem da tecnologia de vácuo de anel líquido é o elevado nível de compatibilidade com vapor de água e humidade - uma vantagem que não pode ser aproveitada ao fixar em equipamento de maquinação, mas que predestina virtualmente estas bombas de vácuo para a secagem e impregnação de madeira.

Bombas de vácuo de palhetas rotativas de funcionamento a seco

As bombas de vácuo de palhetas rotativas que funcionam sem fluidos operacionais - ou seja, não é necessário óleo nem água para comprimir o ar extraído - são designadas de "funcionamento a seco". Estas bombas de vácuo são muitas vezes utilizadas para fixações por vácuo, porque os custos de investimento são relativamente baixos. O princípio de funcionamento (Fig. 1) é o mesmo que para bombas de vácuo de palhetas rotativas lubrificadas com óleo.

No entanto, devido à falta de lubrificação com óleo, são utilizadas as chamadas palhetas "auto-lubrificantes" ou palhetas feitas de material de grafite de carbono. Têm a desvantagem de serem afetadas pelo desgaste (Fig. 2) e têm de ser substituídas regularmente para evitar a quebra das palhetas e, consequentemente, uma falha total. O desgaste das palhetas também afeta o desempenho destas bombas de vácuo. Após um tempo de funcionamento de apenas 2000 horas, o caudal de uma bomba de vácuo de palhetas rotativas de funcionamento a seco só consegue atingir 85% a 90% do caudal original. Um dos fatores que afeta a vida útil das palhetas é o material a ser processado. O pó MDF abrasivo acelera o desgaste das palhetas. No funcionamento em três turnos, as palhetas têm de ser controladas, pelo menos, uma vez a cada seis meses e, se necessário, substituídas. Os operadores não só devem considerar os custos de aquisição destas palhetas especiais - que não devem ser subestimados - como também devem analisar de forma crítica o consumo energético deste tipo de bomba de vácuo. Em comparação com todas as outras tecnologias de vácuo, os custos energéticos são os mais elevados para estas bombas de vácuo. Uma regra geral é que uma bomba de vácuo de palhetas rotativas de funcionamento a seco, a partir de um caudal de 140 metros cúbicos, requer 20% mais energia por hora.

Devido aos custos energéticos e de manutenção associados às bombas de vácuo de palhetas rotativas de funcionamento a seco, só as recomendamos até um caudal de cerca de 100 metros cúbicos por hora. Quanto menor for o tamanho, mais lento será o desgaste das palhetas, uma vez que o diâmetro da câmara de compressão é menor. Isto reduz a velocidade circunferencial das palhetas e a distância que as palhetas individuais têm de percorrer ao deslizar para dentro e para fora das ranhuras do rotor.

Bombas de vácuo de rotores de garra MINK

Em meados da década de 1990, a Busch Vacuum Pumps and Systems desenvolveu um princípio completamente novo para a geração de vácuo: a tecnologia de vácuo de rotores de garra MINK. Desde então, esta tecnologia, que foi constantemente aperfeiçoada, ganhou presença na indústria do trabalho com madeira. Atualmente, a terceira geração destas bombas de vácuo já é utilizada por vários fabricantes líderes de routers CNC. As bombas de vácuo de rotores de garra MINK também funcionam sem fluidos operacionais, como óleo ou água. Dois rotores em forma de garra movem-se num corpo (Fig. 3). Eles não entram em contacto um com o outro nem com o corpo. Isto significa que não há fricção e, consequentemente, nenhum desgaste, tornando possível a geração de vácuo praticamente livre de manutenção. Os esforços de manutenção estão limitados a uma mudança de óleo de engrenagens semestral. A compressão sem contacto do ar extraído também tem a vantagem de consumir drasticamente menos potência do que outras bombas de vácuo, e as bombas de vácuo de rotores de garra MINK constituem o tipo de geração de vácuo com maior eficiência energética para a fixação por vácuo.

Por motivos técnicos, a bomba de vácuo de rotores de garra MINK é o único gerador de vácuo aqui discutido que pode ser totalmente controlado com base na procura. Isto significa que pode ser indicado um ponto definido específico (pressão final) para a bomba de vácuo. Quando este ponto é atingido, a velocidade é automaticamente reduzida ou a bomba de vácuo desliga-se. Isto possibilita mais poupanças energéticas. Por este motivo, a Busch oferece todos os tamanhos - de 40 a 900 metros cúbicos de caudal por hora - bem como opções de motor com variador de frequência e poupança energética.

Resumo

Existem várias possibilidades que podem ser utilizadas para gerar o vácuo para a fixação. Em princípio, as situações têm de ser avaliadas individualmente para encontrar a solução de bomba de vácuo ideal. O diagrama (Fig. 4) pode ajudar a tomar uma decisão prévia. Mas, em geral, recomendamos que consulte um especialista ao fazer a seleção e ao escolher as dimensões.