¿Cómo se hace al alto vacío?

Vacío duro

El vacío ultra alto (UHV) es el régimen de vacío caracterizado por presiones inferiores a unos 100 nanopascales (1,0×10-7 Pa; 1,0×10-9 mbar; 7,5×10-10 Torr). Las condiciones UHV se crean bombeando el gas fuera de una cámara UHV. A estas bajas presiones, el camino libre medio de una molécula de gas es superior a unos 40 km, por lo que el gas se encuentra en flujo molecular libre, y las moléculas de gas chocarán con las paredes de la cámara muchas veces antes de chocar entre sí. Por lo tanto, casi todas las interacciones moleculares tienen lugar en varias superficies de la cámara.

Las condiciones de UHV son esenciales para la investigación científica. Los experimentos de ciencias de la superficie a menudo requieren una superficie de muestra químicamente limpia con la ausencia de cualquier adsorbato no deseado. Las herramientas de análisis de superficies, como la espectroscopia de fotoelectrones de rayos X y la dispersión de iones de baja energía, requieren condiciones UHV para la transmisión de haces de electrones o iones. Por la misma razón, los conductos de los haces en los aceleradores de partículas, como el Gran Colisionador de Hadrones, se mantienen a UHV[1].

El hidrógeno y el monóxido de carbono son los gases de fondo más comunes en un sistema de UHV bien diseñado y cocido. Tanto el hidrógeno como el CO se difunden desde los límites del grano en el acero inoxidable. El helio podría difundirse a través del acero y el vidrio desde el aire exterior, pero este efecto suele ser insignificante debido a la baja abundancia de He en la atmósfera.

La decadencia del vacío

En realidad, el vacío es una palabra pobre a veces. Un vacío es en realidad un lugar con menos aire que otro. Por ejemplo, no hay aire en el espacio exterior, por lo que lo llamamos vacío. Lo importante es saber cuánto menos aire hay dentro del vacío. Ahí es donde entran las palabras Bajo y Alto. El bajo vacío es alrededor de 10^-4 veces la atmósfera. El alto vacío es 10^-8 atmósferas. Incluso hay un vacío ultra alto que es alrededor de 10^-12 atmósferas. Por lo tanto, cuando se dice que algo tiene mayor vacío, es lo mismo que decir que hay menos aire en su interior. Para conseguir el vacío, primero se necesita una cámara que no permita que el aire se filtre o sea aplastado por el aire que hay fuera cuando no hay ninguno dentro. Luego, necesitas una bomba especial que bombee el aire hacia afuera. Cuanto más herméticos sean la bomba y la cámara, mayor será el nivel de vacío que se consiga. Adam

El mayor vacío jamás alcanzado

Una cámara de vacío elimina el aire y la presión de un recinto confinado para probar los efectos del vacío en piezas, materiales, componentes y conjuntos. También puede utilizarse para probar el rendimiento de las aplicaciones en las operaciones de fabricación. Están diseñados para soportar el tipo de presión que se crea con el vacío y son capaces de simular las condiciones ambientales en las que puede existir el vacío.

En las industrias espacial y aeroespacial, las pruebas de vacío son esenciales para determinar la capacidad de un componente de soportar la presión y el vacío del espacio. Otras industrias utilizan las pruebas de vacío para determinar la estabilidad de los envases que pueden tener que viajar por aire a diferentes lugares del mundo.

En las aplicaciones industriales, es necesario realizar pruebas de altitud, secado y desgasificación en condiciones y entornos de vacío controlados y reproducibles. Estos tipos de pruebas ayudan a establecer la calidad y la durabilidad de un producto.

Las cámaras de vacío están diseñadas para adaptarse a las necesidades de las industrias a las que sirven. Este tipo de cámara puede ser de sobremesa para el ensayo de piezas pequeñas o para su uso por parte de pequeños fabricantes. Otras variedades pueden tener el tamaño de una habitación para probar grandes piezas de aeronaves e instrumentos para su uso en el espacio exterior.

El vacío cuántico

Dentro de estos conceptos simplificados se esconden innumerables escollos que requieren una buena dosis de reflexión y cuidado para evitarlos, pero pueden evitarse con éxito manteniéndose dentro del concepto. Hay que tener en cuenta que, en un sentido práctico, nadie en su sano juicio crea un vacío sin una razón. Pero antes de entrar en las razones, necesitamos una definición sencilla. Un vacío es cualquier presión por debajo de la atmosférica y que requiere algo para mantenerla (cámara) y un medio para reducir la presión (bomba.)

Por tanto, de lo que estamos hablando aquí es de eliminar las moléculas de gas de una cámara. La figura 1 muestra la cantidad de moléculas que intervienen. Cualquiera que sea el proceso o el producto que requiera el vacío, hay una cantidad máxima de moléculas que pueden existir dentro de la cámara si se quiere producir o realizar con éxito el producto o el proceso. Por tanto, las primeras etapas para responder a la pregunta «¿Qué quiere hacer?» consisten en definir un producto/proceso y una presión objetivo. En este punto, entra en juego la regla única, ya que todos los componentes y procedimientos que intervienen en la creación del vacío deben ser elegidos o realizados correctamente o el resultado será el fracaso en la consecución de la presión objetivo.