Bomba de ariete

Una bomba de ariete es una bomba cíclica que utiliza la energía cinética de un golpe de ariete en un fluido para subir una parte de ese fluido a un nivel superior. No necesita por lo tanto aporte de otra energía exterior. Esto y su sencillez la hace adecuada para lugares remotos donde no hay acceso a energía eléctrica o motores de otro tipo.

Historia

Al parecer John Whitehurst de Cheshire en 1772 fabricó lo que llamó una "máquina de pulsación" pero no se tienen detalles sobre el invento. La primera bomba de ariete similar a las de hoy de la que tenemos noticia fue inventada en 1796 por Joseph Michel Montgolfier quien la instaló en su fábrica de papel. Durante el siglo XIX la bomba de ariete se popularizó mucho pero con la llegada de la electricidad y los motores de bajo coste, ha caído en desuso.

Funcionamiento

Bomba de ariete:
A. Depósito de origen;
B. Tubería de carga;
C. Válvula de descarga;
D. Válvula de retención;
E. Calderín de presión;
F. Tubería de descarga;
G. Depósito de descarga;
K. Válvula (opcional) de admisión de aire.

El principio de funcionamiento es como sigue. El líquido, normalmente agua, procedente de un depósito suministrador A se acelera por un tubo de carga inclinado B con lo que su energía potencial se convierte en energía cinética. Cuando la velocidad llega a un valor determinado, la válvula de descarga C súbitamente cierra cortando el flujo lo cual genera una sobrepresión en el extremo inferior del tubo de carga, un golpe de ariete, que fuerza el agua a abrir la válvula anti-retorno D y a subir por el tubo de descarga F hacia el nivel superior del depósito G. La válvula de descarga C se vuelva a abrir debido a la bajada de presión del flujo de agua y el ciclo comienza de nuevo, cerrándose cada vez que el flujo adquiere cierto valor.

En E se coloca una campana o calderín lleno de un gas a presión, normalmente aire, que amortigua los golpes de ariete y mantiene un flujo más constante de fluido por el tubo F. Este gas se acaba disolviendo en el agua por lo que es necesario reponerlo o envolverlo en un globo de goma para evitar que se disuelva. Algunas bombas van provistas de un sistema que inyecta una burbuja de aire con cada ciclo. Este sistema consiste en que se diseña el mecanismo para que al cerrar la válvula D permite que se invierta momentáneamente el flujo del agua por lo que al cerrar súbitamente la válvula se produce una depresión que fuerza la entrada de un poco de aire por la válvula K.

Si la bomba de ariete tuviera un rendimiento energético perfecto entonces la masa de agua perdida por la válvula C, a la que llamaremos Q, multiplicada por la altura de suministro h sería igual a la altura H multiplicada por la masa de agua elevada, q. Es decir: q = Q*h/H. En la realidad el rendimiento siempre es inferior y depende en gran medida de la relación h/H. En el mejor de los casos el rendimiento puede llegar al 85% pero decrece según crece la altura H y puede caer hasta el 20% o menos en instalaciones que bombean a gran altura.

Enlaces externos

• Cómo funciona y cómo fabricar una bomba de ariete
• Varios documentos sobre bombas de ariete, incluyendo un vídeo que muestra una en funcionamiento
• Bomba de ariete en funcionamiento