Una cámara de vacío es un recinto rígido del que se extraen el aire y otros gases mediante una bomba de vacío . Esto da como resultado un entorno 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 o no proteger los campos magnéticos externos aplicados según el espesor de la pared, la frecuencia , la resistividad y la permeabilidad del material utilizado. Solo algunos materiales son adecuados para el uso al vacío.
Las cámaras suelen tener varios 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, estos se sellan con juntas tóricas de elastómero . En aplicaciones de vacío más alto, las bridas tienen bordes de cuchilla mecanizados sobre ellas, que cortan una junta de cobre cuando se atornilla la brida.
Un tipo de cámara de vacío utilizada con frecuencia en el campo de la ingeniería de naves espaciales es una cámara de vacío térmica , que proporciona un entorno térmico que representa lo que una nave espacial experimentaría en el espacio.
Las cámaras de vacío se pueden construir con muchos materiales. "Se podría decir que los metales son los materiales más utilizados para las cámaras de vacío" . [1] La resistencia, la presión y la permeabilidad son factores a tener en cuenta para seleccionar el material de la cámara. Los materiales más 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 resinas y cauchos de silicona y resinas más duras de fraguado más lento, se necesita una cámara de vacío. Se necesita una pequeña cámara de vacío para desairear (eliminar las burbujas de aire) de los materiales antes de su fraguado. El proceso es bastante sencillo. El material de fundición o moldeo se mezcla de acuerdo con las instrucciones del fabricante.
Dado que el material puede expandirse de 4 a 5 veces al 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 está aspirando para permitir la expansión; de lo contrario, se derramará por la parte superior del recipiente, lo que requerirá una limpieza que se puede evitar. Luego, el recipiente del material se coloca en la cámara de vacío; se conecta una bomba de vacío y se enciende. Una vez que el vacío alcanza las 29 pulgadas (a nivel del mar) de mercurio, el material comenzará a elevarse (pareciéndose a la espuma ). Cuando el material cae, se estabilizará y dejará de subir. El aspirado continúa 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 está listo para verterlo en el molde.
Aunque el vacío máximo que se puede alcanzar teóricamente a nivel del mar es de 29,921 pulgadas de mercurio (Hg), esto variará significativamente a medida que aumenta la altitud. Por ejemplo, en Denver, Colorado , a una milla (1,6 km) sobre el nivel del mar, solo es posible lograr un vacío en la escala de 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 del molde, dejando que el material fluya libremente hacia la caja o cavidad del molde. Por lo general, este método no introducirá nuevas burbujas en el material aspirado. Para garantizar que el material esté totalmente libre de burbujas de aire, se puede colocar todo el molde o la caja del molde en la cámara durante unos minutos más; esto ayudará a que el material fluya hacia las áreas difíciles del molde o la caja del molde.
El agua y otros líquidos pueden acumularse en un producto durante el proceso de producción. "El vacío se utiliza a menudo como un proceso para eliminar el agua (u otros disolventes) absorbida y en masa de un producto. Combinado con el 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 construida en 1969 y tiene 37 metros de alto y 30 metros de diámetro, encierra un espacio con forma de bala . En un principio se puso en servicio para realizar estudios de energía nuclear-eléctrica en condiciones de vacío, pero luego se desmanteló. Recientemente, se volvió a poner en servicio para su uso en pruebas de sistemas de propulsión de naves espaciales . Entre sus usos más recientes se incluyen las pruebas de los sistemas de aterrizaje con bolsas de aire para el Mars Pathfinder y los exploradores de Marte Spirit y Opportunity, en condiciones atmosféricas simuladas de Marte.
Cada brazo 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.