Autor: Hercules Pioli | Publicado: 2017-08-09T22:10:00-07:00




Palavras Chaves: #CamaraDeVácuo &nbsp;#VacuumChamber #TesteDeEstanqueidade #Vacuum

Resumo:( Como a empresa O Boticário resolveu o problema dos seus produtos vazarem nas prateleiras das suas franquias e garantir uma excelente vedação em todas as suas embalagens, conferindo com a utilização de nossas câmaras de vácuo um controle de qualidade excepcional: A historia do vácuo em anexo e algumas curiosidades)

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Câmara de Vácuo para ensaios de vazamentos em embalagens "Test Pack"

&nbsp;Case: O Boticário



Hércules Pioli é empreendedor desenvolvedor de sistemas de vácuoe criador da&nbsp;Fastvac





Um dos nossos clientes que mais tem de nossas câmaras de vácuo para testes de estanqueidade em embalagens de perfumes, embalagens plásticas para cremes e todos os seus produtos chama-se O Boticário,
esta conceituada empresa, além de ter adquirido este equipamento para cada um de seus inúmeros laboratórios de análise eles também tem na linha de produção.








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a câmara de vácuo para ensaios de vazamentos em embalagens Test Pack complementa o test do torquímetro, pois verifica se o produto não vai vazar na prateleira do cliente.









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O teste de estanqueidade consiste em inserir as embalagens já com o produto dentro da câmara e coloca-se um papel absorvente no fundo da câmara de vácuo, iniciamos o teste na câmara de vácuo TestPack como na foto acima.





Câmara de vácuo TestPack no laboratorio da empresa "O Boticario" na Matriz de São José dos Pinhais, laboratório controle de qualidade já na expedição de produtos para exportação.



O Ar é retirado da câmara através de uma bomba de vácuo

Bomba de vácuo&nbsp;é um aparelho destinado a retirar o&nbsp;gás&nbsp;de um determinado volume, de forma que a pressão seja baixada a valores adequados ao propósito desejado.

A variedade de aplicações da tecnologia do vácuo é tamanha, que para determinados propósitos pressões da ordem de 100&nbsp;mbar&nbsp;podem ser suficientes, enquanto para outros propósitos são necessárias pressões da ordem de 10-10&nbsp;mbar.

Dessa forma existem uma grande variedade de tipos de bombas de vácuo capazes de atender as mais diversas aplicações

No nosso caso utilizamos de uma bomba de vácuo de plalhetas secas com o controle de vácuo na propria bomba, isso permite estabilizarmos o vácuo ao nível desejado, nossa câmara de vácuo permite chagar até a -750mmhg porém o uso comercial do equipamento fica normalmente regulado á -600mmhg, e o controlador de tempo ajustamos para 60 segundos.






Bombas de deslocamento positivo

Neste tipo de bomba, o gás é manipulado usando-se movimentos repetitivos de peças mecânicas, sincronizados com a abertura e fechamento de válvulas, que deslocam o gás da entrada até a saída em pequenas e discretas quantidades, com uma alta taxa de repetição e com alguma compressão.

Alguns exemplos são:&nbsp;bomba de palhetas rotativas,&nbsp;bomba de diafragma, bomba Roots e&nbsp;bomba scroll



Nos usamos neste caso as bombas de palhetas rotativas *







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Clique na imagem abaixo e veja nossa Câmara de Vácuo para ensaios de vazamentos em embalagens "Test Pack" funcionando:







&nbsp; &nbsp; &nbsp;Adicionar legenda


*(O&nbsp;milímetro de mercúrio&nbsp;(mmHg) é uma unidade de&nbsp;pressão&nbsp;definida em termos da pressão gerada por uma coluna de&nbsp;mercúrio&nbsp;de um&nbsp;milímetro&nbsp;com&nbsp;densidade&nbsp;13&nbsp;595,1&nbsp;kg/m3&nbsp;a 273,15&nbsp;K&nbsp;sob influência da&nbsp;aceleração&nbsp;padrão da&nbsp;gravidade&nbsp;de 9,80665&nbsp;m/s2)



#CamaraDeVacuo &nbsp;#VacuumChamber #TesteDeEstanqueidade





Sobre as bombas das nossas câmaras de vácuo:


Bombas de vácuo rotativas de palhetas de funcionamento a seco




Compactas, confiáveis e extremamente potentes: estas são as características que se destacam nas bombas de vácuo de palhetas rotativas Seco. O seu design livre de lubrificante torna-as ideais para aplicações industriais nas quais são necessários serviços de vácuo rápidos e de confiança.Baseadas nas aplicaçõesAs bombas de vácuo rotativas de palhetas Seco caracterizam-se pelo funcionamento isento de óleo, bem como por elevados níveis de disponibilidade e confiabilidade operacional. Este é o resultado de características de design, como palhetas rotativas especiais de grafite resistentes e auto-lubrificantes, fabricação robusta e rolamentos com lubrificação permanente.As dimensões compactas da bomba permitem que a instalação seja levada a cabo praticamente em qualquer local com facilidade, ao passo que a eficiência energética garante um funcionamento económico.Manutenção fácilA manutenção é fácil e pode ser efetuada pelo operador. Além de controles regulares e da substituição de palhetas e de filtros nos intervalos de manutenção recomendados, não é necessário efetuar outra manutenção adicional. A tecnologia rotativa de palhetas Seco é também utilizada em compressores: Os compressores rotativos de palhetas Seco SD geram uma sobrepressão de até 1 bar (g) sem óleo.

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Test Pack Fastvac: solução compacta, potente e seca.






"A câmara de vácuo para ensaios de vazamentos em embalagens TestPack deixa o produto a uma pressão de &nbsp; - 600mmhg *&nbsp;por 1 minuto&nbsp;podendo ser regulada de acordo com a necessidade do cliente, esta é uma calibração de nosso equipamento verificada em diversos de nossos clientes" (Pioli2017)






'"Em 1643, o físico e matemático italiano&nbsp;Evangelista Torricelli&nbsp;criou o&nbsp;barômetro&nbsp;de mercúrio, um instrumento que permite observar e medir o peso do ar. O barômetro de Torricelli consistia em mergulhar um tubo de vidro, contendo mercúrio e fechado em apenas uma das extremidades, em um recipiente também&nbsp;preenchido com mercúrio. O líquido dentro do tubo subia ou descia conforme a pressão atmosférica, mostrando que a coluna de&nbsp;mercúrio é proporcional a ela; daí a unidade de pressão&nbsp;milímetros de mercúrio.[2]Ao nível do mar, a coluna de mercúrio dentro do tubo, em relação à superfície do mercúrio do outro recipiente, mede aproximadamente 760&nbsp;mm. Por isso a equivalência de 760&nbsp;mmHg a 1&nbsp;atm.



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Usos frequentes da unidadeEmbora não seja uma unidade do&nbsp;Sistema Internacional de Unidades&nbsp;(SI), o milímetro de mercúrio ainda é rotineiramente utilizado em diversas áreas da ciência e técnica.No campo da medicina, quase sempre se utiliza milímetros de mercúrio para medir a&nbsp;pressão sanguínea. Esse costume decorre do fato de que o manômetro de mercúrio é utilizado como referência para a medida dessa pressão desde a antiguidade.Em se tratando de meteorologia, o milímetro de mercúrio está presente nas medições de pressão através do&nbsp;barômetro&nbsp;de mercúrio e nas observações de variação de pressão utilizando o&nbsp;barógrafo.

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&nbsp;Na&nbsp;química, na&nbsp;física&nbsp;e na linguagem cotidiana, o&nbsp;vácuo&nbsp;é a ausência de&nbsp;matéria&nbsp;em uma certa região do&nbsp;espaço. O vácuo perfeito, porém, não é possível na Natureza, ainda que ocorram situações muito próximas dele (por exaemplo, no espaço intergaláctico) e também não pode ser criado por um ser humano, pois para criação do vácuo poderíamos pensar em retirar o ar de um recipiente o que seria executável, porém nunca será possível a retirada de 100% do mesmo, pois não temos um equipamento capaz de reduzir a matéria a zero, em um certo volume. Na&nbsp;física clássica, um vácuo parcial em uma certa região do espaço pode ser quantificado referindo-se à&nbsp;pressão&nbsp;naquela região (o vácuo perfeito teria pressão zero). No&nbsp;Sistema Internacional de Unidades&nbsp;(SI), a unidade para a pressão é o&nbsp;pascal&nbsp;(Pa). A pressão também pode ser expressa como uma&nbsp;porcentagem&nbsp;da&nbsp;pressão atmosférica&nbsp;usando o&nbsp;bar&nbsp;ou a escala barométrica.,


A tentativa de descobrir o significado do vácuo vem de muitos anos atrás, os primeiros relatos que temos é que tenham vindo com a filosofia na Grécia Antiga que debatia a existência de um vazio, um local sem matéria. Por volta do ano 420 a.C. dois gregos, Leucipo e seu aluno Demócrito tentaram explicar o vácuo por meio de uma teoria atômica(atomismo). Na qual todos os corpos eram compostos de átomos que não podiam ser alterados e eram diferenciados pelas suas formas geométricas. A junção desses átomos criavam a matéria e que entre essas junções não existia nada, logo o vácuo.

Porém,anos após a teoria feita por Demócrito veio a vez de Aristóteles.Que queria negar a existência do vácuo, negando assim a teoria anterior.Para provar a não existência do vácuo, &nbsp;Aristóteles utilizou a teoria da queda dos corpos. Tudo que deixamos cair de nossas mãos sofre de uma resistência do meio em que estão caindo: resistência do ar, da água por exemplo. Podendo ter uma resistência grande ou pequena fazendo com que o tempo de queda seja maior ou menor. Com isso ele tentou demonstrar que esta resistência sempre esta presente, delimitando a velocidade de queda até que ela chega a zero. Porém, se existisse mesmo o vácuo esta resistência deveria ser nula, pois não haveria resistência, não delimitando a velocidade dos corpos, podendo assim chegar em um valor infinito.&nbsp; Entretanto, uma nova discussão começou referente ao movimento de planetas,da lua e do sol. Aristóteles supos que de acordo com a teoria de Empédocles, teoria dos quatro elementos,tudo no nosso mundo seria composto de 4 elementos, sendo eles a terra, a água, o fogo e o ar. Todavia, existia um quinto elemento, a "quinta essência" que estaria presente em todo o universo e que não causaria resistência no movimento circular dos corpos celestes.Logo, tudo em volta de planetas não deveria ser necessariamente vácuo, mas sim a quinta essência. Quando ocorreu a descoberta de que a luz e as ondas eletromagnéticas se propagavam no espaço entres os planetas foi novamente utilizado esta mesma teoria,quinta essência,pois as primeiras teorias ondulatórias nos mostraram que as ondas necessitavam de um meio para elas se propagarem.No séc. XIX Clerk Maxwell, o formulador da teoria eletromagnética, junto com outros cientista introduziram o "éter", que seria a matéria preenchedora de todo o universo.Mas, tudo isso foi mostrado desnecessário após o séc. XX com a teoria da relatividade de Albert Einstein, onde o vácuo havia "renascido







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Otto von Guericke, como Torricelli e Pascal queriam descobrir mais sobre o ar atmosférico, porém no caso do primeiro sua curiosidade estava mais relacionada &nbsp;a &nbsp;retirando do ar de um ambiente.A idealização de Von Guericke era bombear 100% da água de um recipiente fechado utilizando uma bomba de água. Porém, ele não esperava que com a retirada da água o ar iria preencher o seu espaço por menor que fosse a fresta. Logo, percebeu que um dos problemas da criação do vácuo é a vedação do recipiente. Mais tarde foi visto que bastava bombear ar com um pistão. Mesmo com a "falha" de Von Guericke foi produzida a primeira bomba de vácuo.Otto von Guericke (1602 – 1686)Foi então possível a criação de vácuo, não que fosse um vácuo perfeito, mas que poderia ser utilizado para fazer demonstrações, como: a extinção da chama de uma vela pela ausência de ar, a não propagação do som e a mais importante e conhecida experiência dessa época foi a dos " Hemisférios de Magdeburgo", no qual dois hemisférios de metal com suas juntas vedadas de couro eram justapostas. A separação das mesmas era quase que impossível após &nbsp;a retirada do ar de dentro das esferas. Quando o pistão chega no fundo a válvula do cilindro é fechada e o pistão retirado, reduzindo assim a pressão. Ou pode-se utilizar a técnica de Torricelli de esvaziar um tubo que contenha mercúrio para outro recipiente produzindo vácuo.&nbsp;Mais tarde vieram as máquinas chamadas de "máquinas pneumáticas". Robert Boyle foi um dos principais cientistas a construir e aperfeiçoar um desses equipamentos. Outro cientista muito importante foi&nbsp;Denis Papin, que trabalhou junto com Boyle e foi também assistente de Hooke, foi ele que em 1674 acoplou um segundo cilindro à bomba, de modo a produzir vácuo continuamente sem necessidade de finalização e inicio de um novo processo.&nbsp;Existem outros tipos de bombas como a criogênicas no qual o ar é condensado pelo frio e as moléculas não mais se locomover pelo volume no qual agora é vácuo. Há também as bombas turbo-moleculares, onde há uma espécie de turbina que arrasta as moléculas.



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Graus do vácuo ou Energia

pressão atmosférica&nbsp;= 760 torr ou 100 kPa
aspirador&nbsp;= cerca de 300 torr ou 40 kPa
bomba de vácuo&nbsp;mecânica = cerca de 10 millitorr ou 1,3 Pa
próximo do&nbsp;espaço&nbsp;= cerca de 10−6&nbsp;torr ou 130 μPa
pressão na&nbsp;Lua&nbsp;= cerca de 10−8&nbsp;torr ou 1,3 μPa
Câmara de vácuo cryopump MBE (molecular beam epitaxy) = 10−9&nbsp;- 10−11&nbsp;torr
espaço interestelar&nbsp;= cerca de 10−10&nbsp;torr ou 13 nPa

Tabela - Graus de vácuo[1]

Grau de Vácuo

Intervalo de Pressão (Pa)


Baixo

105&gt;p&gt; 3,3x103


Médio

3,3x103&nbsp;≥ p&gt; 10-1


Alto

10-1&nbsp;≥ p&gt; 10-4


Muito Alto

10-4&nbsp;≥ p&gt; 10-7


Ultra-Alto

10-7&nbsp;≥ p&gt; 10-10


&nbsp; &nbsp; &nbsp; &nbsp;Extremo Ultra-Alto

10-10&gt;p"





Torr
Comparação com outras unidades de pressão

mmHgatmPakgf/cm2mcaPSI
mmHg1,000,00132133,3220,00135950,01359510,019337



A unidade de pressão Torr, que leva esse nome em homenagem a Torricelli, é comumente tida como sinônimo da unidade de pressão milímetros de mercúrio. Existe, todavia, uma diferença entre as elas.

1 mmHg = 1,000000142 Torr

Para usos práticos, que não exigem alta precisão, porém, pode-se tomar 1&nbsp;Torr equivalente a 1&nbsp;mmHg, posto que as duas unidades diferem em menos de 0,000015%.[6]





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* Bomba de palhetas rotativas
















Bomba de palhetas rotativas. Note-se que modernas bombas tem uma área de contato entre o rotor e o estator (e não uma linha de contato).1. corpo da bomba 2. rotor 3. palhetas 4. mola



A&nbsp;bomba de palhetas rotativas&nbsp;é uma&nbsp;bomba&nbsp;de&nbsp;&nbsp;deslocamento positivo que consiste de palhetas montadas em um&nbsp;rotor&nbsp;que gira dentro de uma cavidade. Em alguns casos estas palhetas podem ser de comprimento variável e/ou tensionadas para manter contato com as paredes nas quais a bomba gira. Foi inventada por Charles C. Barnes de&nbsp;Sackville, New Brunswick&nbsp;que a patenteou em 16 de junho de 1874.

Tipos

A mais simples bomba de palhetas rotativas é um rotor circular girando dentro de uma cavidade circular mais larga. Os centros destes dois círculos são descentrados, causando ecentricidade. As palhetas são livres para entrar e sair do rotor e selo em todas as margens, com a criação de câmaras de palhetas que fazem o trabalho de bombeamento. No lado da entrada da bomba, as câmaras de palhetas aumentam de volume. Estas câmaras de palhetas que aumentam o volume estão cheias de líquido forçada pela pressão de entrada. Muitas vezes esta pressão de entrada não é nada mais do que a pressão da atmosfera. Do lado de descarga da bomba, as câmaras de palhetas estão diminuindo em volume, forçando o fluido da bomba. A ação da palheta expulsa o mesmo volume de fluido a cada rotação. As bombas de vácuo rotativas de palhetas multiestágio podem atingir pressões tão baixas quanto 10−3&nbsp;mbar&nbsp;(0.1&nbsp;Pa).

Usos[editar&nbsp;|&nbsp;editar código-fonte]

Usos comuns de bombas de palhetas rotativas incluem&nbsp;bombas hidráulicas&nbsp;de alta pressão e usos automotivos incluindo bombas de&nbsp;supercompressão,&nbsp;direção assistida&nbsp;e&nbsp;câmbio automático. Bombas para pressões de faixa mediana incluem aplicações como carbonadores de dosadores de refrigerantes e máquinas de café&nbsp;espresso. Eles também são frequentemente utilizados como&nbsp;bombas de vácuo&nbsp;para prestação de assistência à frenagem (através de uma frenagem&nbsp;servofreio) em caminhões grandes, e na maioria dos aviões leves para conduzir&nbsp;instrumentos de voo&nbsp;giroscópicos, o&nbsp;horizonte artificial&nbsp;e&nbsp;indicador de rumo. Além disso, as bombas de palhetas podem ser usados em aplicações de gás de baixa pressão, como&nbsp;injeção secundária de ar&nbsp;para controle de emissão de exaustão, e em aplicações de vácuo incluindo linhas de evacuação de fluido refrigerante em&nbsp;condicionadores de ar, e secadores a frio laboratoriais, extensivamente em sistemas de deposição química de vapor em semicondutores, e experimentos com&nbsp;vácuo&nbsp;em física. Nesta aplicação o gás bombeado e o óleo são misturados dentro da bomba, mas devem ser separados externamente.






Texto desenvolvido por Hercules Pioli utilizando-se de sua experiência profissional e artigos científicos&nbsp;




Referências


Ir para cima↑&nbsp;Mario Theriault,&nbsp;Great Maritme Inventions 1833-1950, Goose Lane Editions, 2001, p. 53







↑&nbsp;O'Hanlon, J., F. (2003).&nbsp;A User's Guide to Vacuum Technology. [S.l.: s.n.]&nbsp;ISBN&nbsp;978-0-471-27052-2
Ir para cima↑&nbsp;Griffiths, David (1987).&nbsp;Introduction to elementary particles. [S.l.]: John Wiley &amp; Sons. p.&nbsp;63.&nbsp;ISBN&nbsp;0-471-61544-7
Ir para cima↑&nbsp;Griffiths, David (1987).&nbsp;Introduction to elementary particles. [S.l.]: John Wiley &amp; Sons. p.&nbsp;58.&nbsp;ISBN&nbsp;0-471-61544-7
Ir para cima↑&nbsp;Matsas, George E. A. (agosto de 2003). «O vácuo quântico cheio de surpresas».&nbsp;Scientific American Brasil.&nbsp;15. 32&nbsp;páginas&nbsp;Disponível no&nbsp;«Site de George E. A. Matsas»&nbsp;(PDF). Consultado em 29 de setembro de 2011
Ir para cima↑&nbsp;Karl Jousten, ed. (2008).&nbsp;Handbook of Vacuum Technology. [S.l.: s.n.] p.&nbsp;18,19. 1000&nbsp;páginas.&nbsp;ISBN&nbsp;978-3-5





&nbsp;Chambers, Austin (2004). «Capítulo 6 – Creating a Vacuum - Pumps».&nbsp;Modern Vacuum Physics. Boca Raton, London, New York, Washington D.C.: CRC Press. pp.&nbsp;119–181
Ir para cima↑&nbsp;Redhead, P.A. (1999). «History of Vacuum Devices». In: Turner, S.&nbsp;Proccedings of Cern Accelerator School – Vacuum Technology. Snekersten, Denmark: [s.n.] pp.&nbsp;281–290
Ir para cima↑&nbsp;Andrade, E.N. da C. (1959). «The history of the vacuum pump».&nbsp;Vacuum