En campo, la caída de velocidad de bombeo de una bomba de vacío suele atribuirse directamente a que “la bomba ya no rinde”; sin embargo, no es baja la proporción de casos en los que, tras abrir el cuerpo de la bomba, no se encuentra ningún problema: el gas entra desde otro punto o la velocidad de bombeo no llega realmente a la cámara. Siguiendo el orden de “separar primero los síntomas, medir después los datos y desmontar la máquina al final”, el alcance puede acotarse a un solo punto en dos o tres horas.
1. Separar primero los síntomas en dos clases
Síntomas distintos apuntan a causas completamente diferentes; con una sola pregunta bien planteada se evita la mitad del camino:
| Síntoma | Criterio de diagnóstico | Causa probable |
|---|---|---|
| No se alcanza la presión límite | Tras cerrar la válvula, la presión estabilizada es superior a la presión límite de la bomba | Tasa de fuga, gases condensables, estado del aceite, capacidad límite de la propia bomba |
| Se alcanza, pero el bombeo es lento | La presión estabilizada es normal, pero el tiempo de bombeo es mayor que antes | Caída de la velocidad de bombeo efectiva: tubería, filtración, resistencia local, fuga interna de la bomba |
Compare con la columna de presión límite de la bomba: de la V0025A a la V0100, con el balasto de gas cerrado 0.1 mbar y con el balasto abierto 0.5 mbar; de la V0160 a la V0302, con el balasto de gas cerrado 0.1 mbar (V0250 y V0302: 0.5 mbar); V630B con el balasto de gas cerrado ≤8×10⁻² mbar; 2V80 con el balasto de gas cerrado 4×10⁻⁴ mbar. Si la presión estabilizada se queda en 0.08 mbar y la bomba es una V0160, no sospeche primero de la bomba: calcule primero la carga de gas.
2. Empezar por el método de aumento de presión: menor coste
Cierre la válvula de entrada, aísle la cámara de la bomba y registre la curva de aumento de presión con el tiempo. La tasa de fuga se calcula mediante la expresión correspondiente.
Sustituyendo: cámara V = 2 m³, en 300 s la presión sube de 0.02 mbar a 0.17 mbar, ΔP = 0.15 mbar, entonces Q = 0.15 × 2 ÷ 300 × 1000 = 1 mbar·L/s.
Calculemos primero el efecto de una tasa de fuga de este orden en una V0160: 160 m³/h equivalen a 44.4 L/s; solo el término de fuga ya eleva la presión en 1 ÷ 44.4 ≈ 0.023 mbar. Es decir, la bomba por sí sola puede alcanzar 0.1 mbar, pero el sistema se queda siempre cerca de 0.12 mbar y no baja por más que se ajuste.
La misma fórmula también sirve a la inversa para fijar la precisión de la detección de fugas: una 2V80 (74 m³/h, aproximadamente 20.6 L/s) que debe mantenerse estable a 1×10⁻³ mbar tiene una tasa de fuga máxima admisible de 1×10⁻³ × 20.6 ≈ 0.02 mbar·L/s, 48 veces menor que el 1 mbar·L/s anterior. El método de aumento de presión no distingue este orden de magnitud; es necesario recurrir al método de gas trazador: ISO 20485:2017 establece dos tipos de procedimiento (detección de fugas en vacío con entrada de gas y detección de fugas a presión con salida de gas), que en China corresponden a GB/T 40335-2021, ejecutado según la adopción modificada. La velocidad de barrido de la pistola debe ser lenta; un barrido rápido omite fugas pequeñas.
Al leer la curva de aumento de presión hay una premisa: el tramo inicial, justo después de cerrar la válvula, sube rápido debido a la desgasificación de las paredes y al gas residual; hay que esperar a que la curva entre en el tramo lineal y entonces tomar la pendiente; de lo contrario, la “tasa de fuga” calculada es en realidad una tasa de desgasificación.
3. Calcular a la inversa la velocidad de bombeo efectiva a partir de la curva de bombeo
El método de aumento de presión descarta la fuga; lo que queda es la velocidad de bombeo. La relación básica del tiempo de bombeo es
t = (V / S) · ln(p₁ / p₂)
Sobre la misma cámara de 2 m³, considere una V0160 (nominal 160 m³/h): al bombear de 1013 mbar a 10 mbar, t = (2 ÷ 160) × 3600 × ln(101.3) ≈ 208 s, tres minutos y medio.
En campo, el mismo tramo tarda 210 s, lo que en apariencia es aceptable; pero lo medido es el tramo de 100 mbar a 10 mbar, cuyo valor teórico es de solo 104 s. Si se sustituye el valor medido en la expresión correspondiente,
es decir, solo el 49% de la velocidad de bombeo nominal. La bomba gira y la presión desciende, pero la velocidad de bombeo que recibe la cámara se ha reducido a la mitad; en este punto hay que comprobar “qué se pierde entre la boca de la bomba y la cámara”, no las paletas de la bomba.
4. Conductancia de la tubería: convertir en números la velocidad de bombeo perdida
La velocidad de bombeo efectiva, la velocidad de bombeo de la bomba y la conductancia se combinan en serie:
Conocidos S_eff = 79 m³/h y S_p = 160 m³/h, se calcula C a la inversa:
A continuación, verifique con las dimensiones reales. DN50 (diámetro interior 5 cm), 4 m de tubo recto y dos codos de 90° convertidos según 20 veces el diámetro de la tubería suman 2 m de longitud equivalente; la longitud equivalente total es de 6 m. Para el flujo viscoso, la conductancia de un tubo circular largo se calcula con la expresión correspondiente.
Sustituyendo d = 0.05 m, L = 6 m: a 100 mbar C ≈ 1.4×10⁴ L/s; a 10 mbar, aproximadamente 1.4×10³ L/s; a 1 mbar, 142 L/s; a 0.1 mbar, solo 14.2 L/s. En flujo molecular se usa C = 12.1 × d³ / L (d y L en cm, resultado en L/s); para DN50 y 600 cm de longitud, el cálculo da solo 2.5 L/s.
La comparación es directa: cerca de 10 mbar, la conductancia teórica de la tubería está en el orden de 5×10³ m³/h, mientras que la conductancia equivalente medida es de solo 156 m³/h, una diferencia de más de un orden de magnitud; el problema no está en el diámetro de la tubería, sino en alguna resistencia local. Por orden de probabilidad: válvula de bola no completamente abierta, cartucho filtrante de entrada con polvo acumulado, manguera colapsada por la presión negativa, válvula de retención atascada a medio abrir, fuelle con un diámetro interior una talla menor que la boca de la bomba. Este tramo también es un punto que se pasa por alto con facilidad durante la instalación: la entrada de la V0160 es G2″, y una reducción en la conexión equivale a reducir la entrada sin necesidad.
De paso, otra observación de campo: “por debajo de 1 mbar se vuelve más lento”. No es una impresión falsa: a 0.1 mbar, la conductancia de esa misma tubería DN50 es de solo 51 m³/h, y por grande que sea la bomba, la tubería la limita. Después de confirmar que la tubería no tiene problemas, revise la bomba: nivel y tipo de aceite, si el aceite se ha emulsionado, si el filtro de entrada está obstruido, desgaste de las paletas y de las válvulas de escape, si el cartucho separador de niebla de aceite está obstruido (una mayor contrapresión de escape hace que la velocidad de bombeo caiga en todo el tramo), si el elastómero del acoplamiento patina. También hay que verificar la velocidad: una misma bomba tiene velocidades de bombeo diferentes a 50Hz y 60Hz (V0160: 160 / 190 m³/h), pero algunos modelos no son adecuados para regiones de 60Hz; antes de cambiar la frecuencia o de exportar, es necesario confirmar con la fábrica la configuración del motor y de la velocidad, y no se debe convertir directamente según el catálogo.
5. Si la bomba y la tubería no tienen problemas, observe el medio
En regímenes con vapor de agua o vapor de disolventes, la bomba puede evacuar el gas, pero los componentes condensables se acumulan en el aceite de la bomba; cuando el aceite se emulsiona, la presión límite y la velocidad de bombeo caen a la vez. El tratamiento de estos regímenes consiste en abrir el balasto de gas: el coste está indicado con claridad en el catálogo: de la V0025A a la V0100, con el balasto de gas cerrado 0.1 mbar y con el balasto abierto 0.5 mbar; la V630B pasa de ≤8×10⁻² a ≤0.7 mbar. Que la presión límite empeore después de abrir el balasto de gas es consecuencia del diseño y no constituye una avería; en ese momento hay que observar el tiempo de bombeo y el estado del aceite, y no volver a tomar la presión límite como criterio. El intervalo de cambio de aceite de las bombas selladas por aceite se fija según el régimen de trabajo; para el criterio concreto, consulte cada cuánto cambiar el aceite de una bomba de vacío.
6. Resumen del orden de diagnóstico
- Registre los datos de campo: volumen de la cámara, presión objetivo, tiempo de bombeo, presión estabilizada, tipo de aceite y horas de funcionamiento.
- Calcule la tasa de fuga con el método de aumento de presión y compárela con el valor admisible; si lo supera, localice el punto con el método de gas trazador.
- Calcule a la inversa la velocidad de bombeo efectiva a partir de la curva de bombeo y compárela con la velocidad nominal.
- Calcule a la inversa la conductancia equivalente y compárela con la conductancia teórica calculada según el diámetro de la tubería, para determinar si el problema es el diámetro o una resistencia local.
- Revise la apertura de válvulas, el cartucho filtrante, la manguera y la válvula de retención.
- Revise la bomba: aceite, filtración, paletas y contrapresión del lado de escape.
- Deje la revisión de la selección para el final: si la S_eff medida queda siempre por debajo de lo requerido por el régimen, vuelva a calcular con la calculadora de selección según el volumen de la cámara y el tiempo de bombeo; no pague más por subir una talla de bomba partiendo del modelo antiguo.
El valor de este orden radica en que cada paso aporta números y permite descomponer “la velocidad de bombeo no es suficiente” en “cuánta tasa de fuga, cuánta conductancia y cuánto queda de la bomba”. Cuando los parámetros no coincidan, consulte primero los valores de catálogo de la bomba rotativa de paletas de una etapa sellada por aceite V0160–V0302 y de la bomba rotativa de paletas de dos etapas sellada por aceite 2V80 / 2V275, y luego vuelva a las preguntas frecuentes para comprobar el criterio de selección.
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