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BOMBAS DE AGUA - Uruguay

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Bombas de Agua Hidráulicas.

Una bomba es una máquina hidráulica generadora que transforma la energía (generalmente energía mecánica) con la que es accionada en energía hidráulica del fluido incompresible que mueve. El fluido incompresible puede ser líquido o una mezcla de líquidos y sólidos como puede ser el hormigón antes de fraguar o la pasta de papel. Al incrementar la energía del fluido, se aumenta su presión, su velocidad o su altura, todas ellas relacionadas según el principio de Bernoulli. En general, una bomba se utiliza para incrementar la presión de un líquido añadiendo energía al sistema hidráulico, para mover el fluido de una zona de menor presión o altitud a otra de mayor presión o altitud.

Existe una ambigüedad en la utilización del término bomba, ya que generalmente es utilizado para referirse a las máquinas de fluido que transfieren energía, o bombean fluidos incompresibles, y por lo tanto no alteran la densidad de su fluido de trabajo, a diferencia de otras máquinas como lo son los compresores, cuyo campo de aplicación es la neumática y no la hidráulica. Pero también es común encontrar el término bomba para referirse a máquinas que bombean otro tipo de fluidos, así como lo son las bombas de vacío o las bombas de aire.

Historia

La primera bomba conocida fue descrita por Arquímedes y se conoce como tornillo de Arquímedes, descrito por Arquímedes en el siglo III a. C., aunque este sistema había sido utilizado anteriormente por Senaquerib, rey de Asiria en el siglo VII a. C.

En el siglo XII, Al-Jazari describió e ilustró diferentes tipos de bombas, incluyendo bombas reversibles, bombas de doble acción, bombas de vacío, bombas de agua y bombas de desplazamiento positivo.

Tipos de bombas

La principal clasificación de las bombas según el funcionamiento en que se base:

Bombas de desplazamiento positivo o volumétricas, en las que el principio de funcionamiento está basado en la hidroestática, de modo que el aumento de presión se realiza por el empuje de las paredes de las cámaras que varían su volumen. En este tipo de bombas, en cada ciclo el órgano propulsor genera de manera positiva un volumen dado o cilindrada, por lo que también se denominan bombas volumétricas. En caso de poder variar el volumen máximo de la cilindrada se habla de bombas de volumen variable. Si ese volumen no se puede variar, entonces se dice que la bomba es de volumen fijo. A su vez este tipo de bombas pueden subdividirse en

* Bombas de émbolo alternativo, en las que existe uno o varios compartimentos fijos, pero de volumen variable, por la acción de un émbolo o de una membrana. En estas máquinas, el movimiento del fluido es discontinuo y los procesos de carga y descarga se realizan por válvulas que abren y cierran alternativamente. Algunos ejemplos de este tipo de bombas son la bomba alternativa de pistón, la bomba rotativa de pistones o la bomba pistones de accionamiento axial.
* Bombas volumétricas rotativas o rotoestáticas, en las que una masa fluida es confinada en uno o varios compartimentos que se desplazan desde la zona de entrada (de baja presión) hasta la zona de salida (de alta presión) de la máquina. Algunos ejemplos de este tipo de máquinas son la bomba de paletas, la bomba de lóbulos, la bomba de engranajes, la bomba de tornillo o la bomba peristáltica.

Bombas rotodinámicas, en las que el principio de funcionamiento está basado en el intercambio de cantidad de movimiento entre la máquina y el fluido, aplicando la hidrodinámica. En este tipo de bombas hay uno o varios rodetes con álabes que giran generando un campo de presiones en el fluido. En este tipo de máquinas el flujo del fluido es continuo. Estas turbomáquinas hidráulicas generadoras pueden subdividirse en:

* Radiales o centrífugas, cuando el movimiento del fluido sigue una trayectoria perpendicular al eje del rodete impulsor.
* Axiales, cuando el fluido pasa por los canales de los álabes siguiendo una trayectoria contenida en un cilindro.
* Diagonales o helicocentrífugas cuando la trayectoria del fluido se realiza en otra dirección entre las anteriores, es decir, en un cono coaxial con el eje del rodete.

Según el tipo de accionamiento

* Electrobombas. Genéricamente, son aquellas accionadas por un motor eléctrico, para distinguirlas de las motobombas, habitualmente accionadas por motores de combustión interna.
* Bombas neumáticas que son bombas de desplazamiento positivo en las que la energía de entrada es neumática, normalmente a partir de aire comprimido.
* Bombas de accionamiento hidráulico, como la bomba de ariete o la noria.
* Bombas manuales. Un tipo de bomba manual es la bomba de balancín.

La Energía Eólica como

Bombas de Agua.

Estas aplicaciones son en general a pequeña escala, y puede ser utilizada en pequeños sistemas de riego, o para abastecer de agua potable a comunidades rurales.

Tipos de bombas eólicas

Aerogenerador accionando en forma mecánica un pistón

Es el tipo más corriente de aerogenerador eólico para bombear agua. El motor está conectado, directamente o a través de una caja de engranajes, por medio de un excéntrico y una varilla metálica que acciona el pistón de la bomba.

El rotor transmite su energía por medios mecánicos su movimiento de rotación a una bomba rotativa, por ejemplo a una bomba centrifuga o a una bomba de tornillo. Ambos casos son utilizados para volúmenes grandes y para desniveles pequeños.

El molino de viento acciona un compresor de aire. El bombeo de agua se realiza por medio de un elevador de aire comprimido. Este tipo de aerogenerador le permite estar instalado a una cierta distancia del pozo. Otra ventaja de este tipo de bomba es que no tiene ninguna pieza en movimiento dentro del pozo.

Los generadores eólicos de electricidad son utilizados algunas veces para accionar electrobombas hidráulizas, sin necesidad de estar conectadas a la red. Caso la conexión a la red exista, solo deberá ser usada en ausencia de viento suficiente. Este tipo de transmisión también da libertad para colocar el molino de viento en la mejor posición, independientemente del lugar donde se encuentra el pozo.
Molino de viento accionando una bomba por medio de una transmisión hidráulica

Se han desarrollado varias experiencias con transmisión hidráulica, Generalmente se utiliza el agua como fluido motor.


Energía necesaria

Para el caso de las bombas eólicas, la potencia necesaria se expresa en m4/día ó kWh/día. Para determinar los m4/día necesarios se multiplica: el volumen diario necesario (m3/día), por la altura total en metros a que se debe elevar el agua.

Vida útil

La vida útil de una bomba de tipo eólico se estima entre 10 y 15 años.

Comparación de costos

La presente comparación de costos es indicativa, y está presentada en forma relativa, con la finalidad de mostrar rangos de valores en que es conveniente cada sistema de bombeo. Se han tomado como referencia costos medios, para bombeos superiores a 20.000 m3/día (equivalente, para un desnivel de 10 metros a un caudal de 23 l/s).

Como se puede ver el costo de los bombeos con energía eólica crecen exponencialmente en la medida en que se reduce la velocidad media anual del viento.

Fte. Wikipedia