¿Qué es una bomba de burbujas?
Una bomba de burbujas es un dispositivo que se utiliza para elevar un fluido de una ubicación a otra, una ubicación más alta sin energía mecánica. En cambio, utiliza energía térmica para impulsar este cambio de posición al aumentar la flotabilidad del fluido que está moviendo. A veces se le conoce como bomba de elevación de aire o bomba de elevación de vapor.
En su forma más básica, una bomba de burbujas consiste en un tubo con su entrada en un depósito inferior y su salida en un depósito superior. Su propósito es elevar un fluido del depósito inferior al superior. El fluido en el depósito inferior generalmente se calienta, lo que hace que parte del líquido cambie las fases a una forma de vapor. Este vapor es más flotante que la forma líquida del fluido y se eleva a través del tubo, llevando algo de líquido hacia arriba. En general, una válvula unidireccional u otro mecanismo evita que el fluido fluya hacia abajo por el tubo a medida que se enfría.
Un ejemplo simple del uso de una bomba de burbujas es en una cafetera de goteo común. En muchas cafeteras comunes, el agua se vierte en un depósito en la parte posterior y los granos de café se colocan en un filtro en la parte superior de la máquina. Para preparar café, el agua debe calentarse y luego filtrarse a través del café molido que se encuentra sobre él. Para que esto suceda, el agua debe de alguna manera ser levantada sobre el terreno para que pueda gotear a través de ella. Para realizar esta tarea, se utiliza una bomba de burbujas con su entrada en el fondo del depósito de agua y su salida por encima del suelo.
Si bien muchas bombas utilizan medios mecánicos para mover un fluido, la bomba de burbujas funciona solo con energía térmica. Como resultado, su construcción es muy simple con pocos componentes móviles. Esto proporciona ventajas en términos de confiabilidad y costo en muchas aplicaciones. Sin embargo, estas bombas no suelen ser adecuadas para su uso en aplicaciones de alta presión.
La fuerza de la gravedad que tira hacia abajo actúa para contrarrestar la flotabilidad hacia arriba del fluido que se bombea. La fricción entre el fluido que se bombea y la pared interior del tubo también resiste su movimiento hacia arriba. El diseño eficaz de la bomba de burbujas debe tener en cuenta variables como la fricción entre el fluido y el tubo, la longitud y el diámetro del tubo, etc. Es necesario un diseño adecuado para garantizar que las fuerzas que actúan contra el movimiento ascendente del fluido no lo superen antes de que el fluido llegue al depósito superior.
Las bombas de burbujas se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde las más simples hasta las más técnicas. Las instalaciones de acuicultura y los criaderos con frecuencia utilizan bombas de burbujas en sus operaciones, por ejemplo. Algunos calentadores de agua solares aprovechan el fluido calentado que contienen mediante el uso de una bomba de burbujas para que circule por el sistema. Una bomba de burbujas también es una parte clave de un ciclo de refrigeración conocido como el ciclo de Einstein.