Calcular la velocidad de bombeo a partir de las dimensiones de la pieza: método en tres pasos

A menudo el cliente entrega las dimensiones de una cámara y una frase como «en cuántos minutos llegar a tal presión», y deja el resto al proveedor. En realidad, este cálculo no es complicado: con tres pasos se puede determinar la velocidad de bombeo y, tras calcularla, evaluar si el modelo propuesto por el proveedor es razonable.

Primer paso: calcular el volumen, sin olvidar las líneas

Volumen de la cámara = largo × ancho × alto. Pero en el bombeo real no participa solo la cámara, sino también:

El volumen de las líneas entre la cámara y la bomba (con diámetro pequeño y distancia larga, la proporción no es menor);
El volumen ocupado por utillajes y fijaciones dentro de la cámara (hay que restarlo);
El volumen de tanques amortiguadores, filtros y válvulas (hay que sumarlo).

Ejemplo: una cámara de 800 × 600 × 500 mm, con utillaje interno que ocupa 30 L.

Volumen = 0.8 × 0.6 × 0.5 = 0.24 m³ = 240 L; se restan 30 L de utillaje y se suman unos 10 L de líneas, con lo que el volumen neto es de unos 220 L.

Segundo paso: calcular la velocidad de bombeo necesaria con la fórmula

Para una estimación aproximada se usa esta expresión:

S = (V / t) × ln(p₀ / p₁)

S: velocidad de bombeo necesaria (m³/s)
V: volumen neto (m³)
t: tiempo de bombeo permitido (s)
p₀: presión inicial; partiendo de la atmósfera se toma 1013 mbar
p₁: presión objetivo (mbar)

Para una cámara de 220 L, se requiere llegar a 10 mbar en 90 s:

V = 0.22 m³, t = 90 s
S = (0.22 / 90) × ln(1013 / 10) = 0.00244 × 4.62 ≈ 0.0113 m³/s

Convertido a por hora: 0.0113 × 3600 ≈ 40.7 m³/h.

Tercer paso: añadir margen y elegir el modelo

El valor de 40.7 m³/h calculado arriba es teórico; en la práctica hay que añadir tres márgenes:

Factor	Margen sugerido	Motivo
Fugas y desgasificación	+20~30%	Juntas, mangueras y superficies de las piezas desgasifican de forma continua
Pérdida de presión en las líneas	+10~20%	Codos, filtros y líneas largas
Desgaste y envejecimiento	+10%	La velocidad de bombeo disminuye tras el desgaste de las paletas rotativas

A 40.7 m³/h, añadiendo un margen del 40%, se necesitan unos 57 m³/h. Modelos correspondientes:

Modelo	Velocidad de bombeo 50/60Hz	Descripción
V15/25/40H	40 / 45 m³/h	Margen insuficiente; el tiempo de bombeo se alargará
V0063	63 / 75 m³/h	Cumple; estructura con cierre de aceite
V0160	160 / 190 m³/h	Claramente sobredimensionada; el tiempo teórico de bombeo es de unos 23 s (con pérdidas, unos 30 s)

Si el proceso no permite contaminación por aceite, en el lado sin aceite el máximo llega a V25/40 (40/45 m³/h); en ese caso, hay que prolongar el tiempo de bombeo, cambiar a dos unidades en paralelo o reducir el tamaño de la cámara.

Dos puntos en los que es fácil equivocarse

Uno: tomar el vacío límite como presión de trabajo. El vacío límite de la bomba es la presión que se alcanza con la entrada cerrada y sin carga; durante el bombeo real, debido a fugas y desgasificación, la presión estable siempre es superior al vacío límite. Si se requiere una presión de trabajo de 10 mbar, es adecuado elegir una bomba con vacío límite de 0.1 mbar; una bomba con vacío límite de 10 mbar no alcanzará esa presión.

Dos: ignorar el tipo de gas. La fórmula anterior supone que el gas es aire y la temperatura es 20℃. Al bombear vapor de agua, la velocidad de bombeo real de la bomba será claramente inferior al valor de placa, y además hay que abrir el lastre de gas; al bombear gases ligeros como hidrógeno o helio, la velocidad de bombeo de la bomba de paletas rotativas también disminuye. En estos dos casos, el margen debe ampliarse al 50%.

Datos que debe proporcionar el cliente

Volumen neto de la cámara (incluidas las líneas), presión objetivo, tiempo de bombeo permitido, tipo y temperatura del gas, presencia de polvo o corrosividad y alimentación eléctrica del sitio. Con estos seis datos, la selección no debería presentar desviaciones importantes; si falta alguno, el modelo propuesto solo podrá basarse en suposiciones.