Definición :

El vacío significa ausencia de materia, ausencia de gas o por lo menos gas enrarecido. En un volumen bajo vacío, el número de moléculas presentes en un instante es inferior al número de moléculas abierto a la presión atmosférica.
Dado que esta definición no permite evaluar la dimensión del fenómeno, elegimos una magnitud física proporcional al número de moléculas: es la presión.
Solemos delimitar la gama de las presiones inferiores a la presión atmosférica de 105 à 10-12Pa en varios campos cuyos límites son aproximados.

Definición de la presión atmosférica

    En un lugar preciso, equivale al peso por unidad de superficie de la columna de aire por encima de este lugar. La unidad internacional oficial es el Pascal. La presión atmosférica varía según el lugar y la altitud en la que uno se encuentra. En general, a nivel del mar, es de 1013 hPa.

Cuadro de correspondencia de las unidades de presión

    Respecto al vacío, por razones de comodidad, la depresión se expresa en % de vacío: de hecho un 85 % de vacío relativo = un 15 % de vacío absoluto. 

Su aplicación	Depresión
	10%	20%	30%	40%	50%	60%	70%	80%	90%	99,5%
Manutención
Productos porosos y ligeros (cartón, papel….)
Productos friables o fragiles (pan tostado, bollo….)
Productos muy delgados y deformables (opérculos, barquillas….)
Manutención de productos herméticos (metal, plástico, vidrio….)
Transporte neumático
Productos ligeros (bolas de poliestireno…)
Productos pesados (bolas acero…)
Circulación del aire
Control de la atmósfera
Desgasificación de cisternas
Ventilación de locales
Moldeado
Proceso de eliminación de burbujas en las resinas
Deformación de las resinas sometidas a fuerte presión
Sujeción durante
mecanizado
pegadura
forma

		Medianamente adaptado
		Aconsejado

PRESIÓN ABSOLUTA				PRESIÓN RELATIVA			DEPRESIÓN
mbar	Pa	Psi	mm/Hg	% de vacío	bar	mm/Hg	bar
1013	101300	14,41499	760,00325	0%	0,00	0,00	0
900	90000	12,807	675,225	11%	-0,11	84,78	0,113
800	80000	11,384	600,2	21%	-0,21	159,80	0,213
700	70000	9,961	525,175	31%	-0,31	234,83	0,313
600	60000	8,538	450,15	41%	-0,41	309,85	0,413
500	50000	7,115	375,125	51%	-0,51	384,88	0,513
400	40000	5,692	300,1	61%	-0,61	459,90	0,613
300	30000	4,269	225,075	70%	-0,71	534,93	0,713
200	20000	2,846	150,05	80%	-0,81	609,95	0,813
100	10000	1,423	75,025	90%	-0,91	684,98	0,913
0	0	0	0	100%	-1,01	760,00	1,013

    1 bar = 105 Pa = 1000 mbar = 750,25 mmHg = 14,23 Psi
    1 hPa = 1 mbar

Comportamiento específico del vacío

La diferencia de presión máxima es de 1 bar en un circuito de vacío (es la diferencia entre el cero absoluto y la presión atmosférica). Hay que respetar las siguientes precauciones: Les generadores de vacío SAPELEM están diseñados para ahorrar energía y para proveer un vacío máximo de alrededor de 0.8 bar. Es conveniente por lo tanto escoger el generador de vacío adaptado a su aplicación y no centrarse únicamente en el nivel de vacío máximo. . SAPELEM y su red de distribución están a su disposición para ayudarle en determinar la mejor solución de generación de vacío. Debido a la baja diferencia de presión, el vacío es particularmente sensible a las fugas y a las pérdidas de cargas. Por lo tanto es conveniente cuidar particularmente la hermeticidad del circuito y de escoger lo mejor posible las secciones de los tubos.  SAPELEM propone una gama de componentes especialmente estudiados para tener en cuenta el comportamiento específico del vacío.

¿Cuál depresión escoger?

¡Atención! Cuanto mayor es el vacío,
• mayor es el consumo de energía,
• más largo es el tiempo para alcanzar el nivel de vacío,
• más difícil es compensar las fugas.

Son otras tantas razones por las cuales no se debe escoger de manera sistemática el vacío mayor en una gama de generadores de vacío.

Cuadro de correspondencia de las unidades de caudal

l/s	l/mm	m3/mn	m3/h	cfm
1	60	0,06	3,6	2,12
10	600	0,6	36	21,2
20	1200	1,2	72	42,4
30	1800	1,8	108	63,6
40	2400	2,4	144	84,8
50	3000	3,0	180	106
60	3600	3,6	216	127,2
70	4200	4,2	252	148,4
80	4800	4,8	288	169,6
90	5400	5,4	324	190.8
100	6000	6,0	360	212
110	6600	6,6	396	233,2
120	7200	7,2	432	254,4
130	7800	7,8	468	275,6
140	8400	8,4	504	296,8
150	9000	9,0	540	318

1l/min = 0,016 l/s = 0,0001 m3/min = 0,06 m3/h = 0,0353 cfm

Todos los caudales mencionados en este sitio están expresados en gas libre en las condiciones ANR (Atmósfera Normal de Referencia) de acuerdo con la norma ISO 8778.
• Las condiciones ANR son: T = 20° C = 100 kPa (o sea 1 bar) y un 65 % de humedad.
• Los caudales en las condiciones ANR son igualmente señalados Nl/min o Nm3/h.
La conversión entre l/min y Nl/min se efectúa gracias a la ley de MARIOTTE BOYLE:
PV = NRT o sea PV/T = NR = cte
P = Presión absoluta
V = Volumen
R = Constante de los gases perfectos
T = Temperatura absoluta
N = Número de moléculas en el volumen

Ejemplo: un caudal de 1000 litres/min de aire comprimido a 2 bar y a 100° C corresponde a:
P1 = 2 bar = 2.10 5 Pa
V1 = 1000 l
T1 = 100° C = 273 + 100 K

P2 = 1 bar = 10 5 Pa
T2 = 20° C = 273 + 20 K
V2 = Volumen calculado

P1V1 / T1 = P2V2 / T2
V2 = P1.V1.T2 / P2.T1
V2 = 2.105 x 1000 x 293 /105 x 393

V2 = 1570 Nl Por lo tanto un caudal de 1570 Nl/min

¿Cuál caudal escoger?

El caudal de un generador de vacío influye en el tiempo de vaciado de un volumen dado pero también en la capacidad en compensar las fugas. Por lo tanto es conveniente cuidar la hermeticidad y las dimensiones de los circuitos de vacío.
• Los generadores de vacío monofásicos están concebidos para generar sea vacío sea caudal
• Los generadores de vacío multifásicos pueden generar los dos

	Caudal
Su aplicación	Bajo caudal de 1l/mn a 60 l/mn			Medio caudal de 100 a 500 l/mn			Alto caudal de 500 a 3000 l/mn			Muy alto caudal más de 1000 m3/h
Manutención
productos porosos (cartón, papel….)						Sólo pruebas de ensayos en muestras pueden permitir escoger el caudal
productos friables o fragiles (pan tostado….)
Productos muy delgaods y deformables (opérculos aluminio, barquillas plástico….)	Productos ligeros por lo tanto pequeñas ventosas y bajo caudal en general
Manutención de productos herméticos (chapa, plástico, vidrio….)	El tiempo de vaciado del volumen es más importante que el caudal él mismo para aguantar las cadencias
Transporte neumático
Productos ligeros (bolas de poliestireno…)			Sólo pruebas de ensayos en muestras pueden permitir escoger el caudal
Productos pesados (bolas acero…)
Circulación del aire
Control de la atmósfera	Buscar un caudal constante
Desgasificación de cisternas								Depende del volumen de la cisterna o de los locales a ventilar
Ventilación de locales
Moldeado
Proceso de eliminación de burbujas en las resinas
Sujeción durante
mecanizado
pegadura
forma

Manutención de productos herméticos:
La mejor relación caudal aspirado/consumo se obtiene con un nivel de vacío alrededor del 80%.
Por experiencia, para una evaluación rápida del caudal aspirado, véase la regla abajo:
Para una ventosa Ø < 40 mm, el caudal aspirado = 8 Nl/min
Para una ventosa Ø 40 a 75 mm, el caudal aspirado = 15 Nl/min
Para una ventosa Ø>75mm, el caudal aspirado = 25 Nl/mn
Por lo tanto basta con multiplicar el caudal unitario por el número de ventosas para obtener el caudal aconsejado.

Técnicas de generación de vacío

SAPELEM propone dos familias de generadores de vacío según la energía utilizada:
• Los generadores de vacío neumáticos
• Los generadores de vacío eléctricos


El vacío neumático

Los generadores de vacío neumáticos son también llamados venturis, eyectores, bombas de vacío neumáticas…El principio utilizado por SAPELEM es conocido bajo el nombre de principio venturi

• Los generadores de vacío monofásicos :
  
  Basados en el principio venturi, son fiables y sencillos:
  
  - Ninguna pieza en movimiento
  - Ningún desgaste
  - Ningún mantenimiento
  - Ningún taponamiento
  
  
• Los generadores de vacío multifásicos:
  

          Principio: varios venturis son armados en serie con clapets entre cada nivel.

- Alto caudal - Fuerte nivel de vacío - Ahorro de aire

• Los generadores de vacío en línea :

Su diseño los hace particularmente robustos e insensibles a la presencia de polvos o de partículas en el flujo aspirado. Pueden igualmente estar utilizados para aplicaciones de transporte neumático y de aspiración (virutas, bolas, polvo…)

• Equipos adicionales : generadores multifunciones :
  

    Los venturis pueden ser equipados de funciones adicionales que facilitan su integración en los automatismos modernos.

clapet antirretorno : Permite la sujeción de la pieza en caso de detención del generador de vacío = seguridad encendido-apagado : Hay tres tipos de pilotaje  NA (Normalmente Abierto) en caso de ausencia de pilotaje (corte eléctrico) el venturi está en marcha NC (Normalmente Cerrado) en caso de ausencia de pilotaje (corte eléctrico) el venturi está parado Biestable, el venturi queda en el estado en el cual estaba en el momento del corte de alimentación. Si estaba en marcha, queda en marcha. Si estaba parado, queda parado =seguridad Autorregulación : el venturi se detiene automáticamente cuando alcanza un cierto nivel de vacío y vuelve a arrancar en cuanto es necesario = ahorro de aire Soplado: Permite descargar la pieza muy rápidamente con el fin de aguantar fuertes cadencias ; existen dos tipos de soplado soplado piloteado: el soplado se pone en marcha a recepción de una orden; se puede ajustar el tiempo de soplado. soplado automático: cuando el venturi se detiene, un tanque de aire comprimido se desinfla en el circuito de vacío; este soplado poco potente está reservado para los pequeños circuitos de vacío control del nivel de vacío Vacuestato: sensor de control del nivel de vacío eléctrico, electrónico o neumático  Vacuómetro: Limbo con aguja que da una indicación visual del nivel de vacío Silenciador Estándar: funciona por deflector (2EJ.BL) o por porosidad (2EJPL , 2EJR, 2EJMI°) Inobstruible: nuestros silenciadores HE están particularmente aconsejados para aplicaciones polvorosas o difíciles; ofrecen además la mejor eficiencia de insonorización. Se adaptan en toda nuestra gama de generadores de vacío.

Sur notre gamme SMX, toutes ces fonctions sont regroupées dans un encombrement extrêmement réduit.

 

El paso del aire comprimido por un orificio calibrado (boquilla (1)), conduce el aire a nivel del orificio de aspiración (2) y provoca una depresión. Así el aire de alimentación y el aire aspirado se evacuan por el orificio (mezclador (3)) hacia el silenciador (4).

Existen dos principios para realizar una red de vacío:
- Red centralizada: un generador de vacío alimenta varias ventosas
- Red individual: Cada ventosa tiene su propio generador de vacío independiente

El vacío eléctrico

Existen varias tecnologías para generar vacío por energía eléctrica.
La finalidad de la aplicación determinará la elección de la tecnología; ejemplos:

- Manutención mediante vacío: Bombas de paletas secas
- Proceso de eliminación de las burbujas en la resina: Bombas de paletas lubricadas
- Vacío médico y laboratorios: Bombas de anillos líquidos
- Manutención de productos porosos, ventilación: Centrales aspirantes

    Principio de funcionamiento de una bomba de vacío eléctrica

La rotación de paletas descentradas respecto al estator provoca un aumento de volumen que genera una depresión. Las bombas de vacío con paletas secas o lubricadas permiten obtener caudales importantes con un nivel de vacío alto.

   
     Principio de funcionamiento de una central aspirante

La rotación de la rueda de paletas a gran velocidad genera la depresión por efecto centrífugo. Las centrales aspirantes generan un caudal aspirado muy importante con una depresión baja.

¿Cuál técnica de generación de vacío escoger?

	Generadores neumáticos		Generadores eléctricos
Características	Monofásicos	Multifásicos	Eléctricos
Precio de compra	▲▲▲	▲▲
Costo de la energía	▲	▲▲	▲▲▲
Mantenimiento reducido	▲▲▲	▲▲
Robustez	▲▲▲	▲▲▲	▲
Ambiente antideflagrante	▲▲▲	▲▲▲	▲
De pequeño estorbo	▲▲▲	▲▲
Ligereza	▲▲▲	▲▲
Alto caudal aspirado	▲	▲▲	▲▲▲
Fuerte nivel de vacío	▲▲	▲▲▲	▲▲▲

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