Una cámara de vacío es un recinto rígido del cual una bomba de vacío elimina el aire y otros gases . Esto da como resultado un ambiente de baja presión dentro de la cámara, comúnmente conocido como vacío . Un entorno de vacío permite a los investigadores realizar experimentos físicos o probar dispositivos mecánicos que deben funcionar en el espacio exterior (por ejemplo) o para procesos como el secado al vacío o el recubrimiento al vacío . Las cámaras suelen estar hechas de metales que pueden proteger o no los campos magnéticos externos aplicados según el espesor de la pared, la frecuencia , la resistividad y la permeabilidad del material utilizado. Sólo algunos materiales son adecuados para el uso al vacío.
Las cámaras suelen tener múltiples puertos, cubiertos con bridas de vacío , para permitir la instalación de instrumentos o ventanas en las paredes de la cámara. En aplicaciones de vacío bajo a medio, se sellan con juntas tóricas de elastómero . En aplicaciones de mayor vacío, las bridas tienen bordes de cuchilla mecanizados, que cortan una junta de cobre cuando la brida está atornillada.
Un tipo de cámara de vacío que se utiliza frecuentemente en el campo de la ingeniería de naves espaciales es una cámara de vacío térmica , que proporciona un entorno térmico que representa lo que experimentaría una nave espacial en el espacio.
Las cámaras de vacío pueden construirse con muchos materiales. "Se puede decir que los metales son los materiales más utilizados en las cámaras de vacío". [1] La resistencia, la presión y la permeabilidad son consideraciones a la hora de seleccionar el material de la cámara. Los materiales comunes son:
"El vacío es el proceso de utilizar el vacío para eliminar los gases de los compuestos que quedan atrapados en la mezcla al mezclar los componentes". [2] Para garantizar un molde sin burbujas al mezclar resina y cauchos de silicona y resinas más duras de fraguado más lento, se requiere una cámara de vacío. Se necesita una pequeña cámara de vacío para desairear (eliminar burbujas de aire) los materiales antes de su fraguado. El proceso es bastante sencillo. El material de fundición o moldeado se mezcla según las instrucciones del fabricante.
Dado que el material puede expandirse de 4 a 5 veces bajo el vacío, el recipiente de mezcla debe ser lo suficientemente grande como para contener un volumen de cuatro a cinco veces la cantidad del material original que se aspira para permitir la expansión; de lo contrario, se derramará por la parte superior del contenedor y será necesario realizar una limpieza que se puede evitar. Luego se coloca el contenedor de material en la cámara de vacío; una bomba de vacío está conectada y encendida. Una vez que el vacío alcance los 29 pulgadas (al nivel del mar) de mercurio, el material comenzará a elevarse (pareciendo espuma ). Cuando el material cae, se estabilizará y dejará de subir. Se continúa aspirando durante otros 2 a 3 minutos para asegurarse de que se haya eliminado todo el aire del material. Una vez que se alcanza este intervalo, se apaga la bomba de vacío y se abre la válvula de liberación de la cámara de vacío para igualar la presión del aire. Se abre la cámara de vacío, se retira el material y queda listo para verter en el molde.
Aunque el vacío máximo que teóricamente se puede alcanzar al nivel del mar es de 29,921 pulgadas de mercurio (Hg), esto variará significativamente a medida que aumente la altitud. Por ejemplo, en Denver, Colorado , a una milla (1,6 km) sobre el nivel del mar, sólo es posible alcanzar un vacío en la escala del mercurio de 24,896 Hg.
Para mantener el material libre de aire, se debe verter lentamente en un chorro alto y estrecho comenzando desde la esquina de la caja del molde o molde, dejando que el material fluya libremente hacia la caja o cavidad del molde. Por lo general, este método no introducirá burbujas nuevas en el material aspirado. Para garantizar que el material esté totalmente libre de burbujas de aire, se puede colocar todo el molde/caja del molde en la cámara durante unos minutos más; esto ayudará a que el material fluya hacia áreas difíciles del molde/caja del molde.
Es posible que se acumulen agua y otros líquidos en un producto durante el proceso de producción. "El vacío se emplea a menudo como un proceso para eliminar el volumen y el agua absorbida (u otros disolventes) de un producto. Combinado con calor, el vacío puede ser un método eficaz para el secado". [3] [4]
La Instalación de Energía Espacial de la NASA alberga la cámara de vacío más grande del mundo. Fue construido en 1969 y tiene 37 m (122 pies) de alto y 30 m (100 pies) de diámetro, y encierra un espacio en forma de bala . Originalmente se encargó para estudios de energía nuclear y eléctrica en condiciones de vacío, pero luego fue dado de baja. Recientemente, se volvió a poner en servicio para su uso en pruebas de sistemas de propulsión de naves espaciales . Los usos recientes incluyen probar los sistemas de aterrizaje de bolsas de aire para el Mars Pathfinder y los Mars Exploration Rovers , Spirit y Opportunity, en condiciones atmosféricas simuladas de Marte.[5] Cada brazo [ se necesita aclaración ] de los detectores LIGO en Livingston , Luisiana , y Hanford , Washington , es una cámara de vacío de 4 kilómetros (2,5 millas) de largo, lo que las convierte en las cámaras de vacío más largas del mundo.