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Diseño de la bomba de gravedad
En el pasado, los depósitos de agua se llenaban recogiendo el agua de lluvia. Hoy en día, solemos tratar las aguas subterráneas y luego bombearlas a un depósito sellado. Podríamos preguntarnos: si vamos a gastar toda esa energía en bombear el agua al aire, ¿por qué no bombearla directamente a los hogares y las empresas?
El hecho es que podríamos, y algunos sistemas de agua están configurados de esa manera. Pero las torres de agua ofrecen algunas ventajas importantes. Podemos seguir recibiendo agua incluso si se corta la electricidad. Una vez que el agua está en la torre, la gravedad hace el resto. Sigue funcionando aunque los televisores y los aparatos de aire acondicionado no lo hagan, al menos hasta que el depósito se quede seco.
Pero también hay algunas ventajas menos obvias. Utilizamos mucha agua durante el día, pero muy poca por la noche. Si dependiéramos únicamente de las bombas de agua, tendríamos que comprar bombas lo suficientemente grandes como para hacer frente a los picos de demanda. Si no, nuestras duchas matutinas podrían ser más una llovizna que un chorro entusiasta. Con las torres de agua, podemos utilizar bombas más pequeñas; bombas capaces de manejar sólo la demanda media. Un sistema de torres de agua bien diseñado tenderá a vaciarse durante el día, cuando las bombas no puedan seguir el ritmo, y a llenarse por la noche. En general, esto conduce a una mayor eficiencia.
Cómo construir una bomba de agua por gravedad
Aquí es donde las cosas empiezan a complicarse. A medida que el agua se desplaza por una tubería, la dinámica de los fluidos comienza a afectarla, causando fricción (o una pérdida de energía). Esto estará directamente relacionado con el tamaño de la tubería que utilices y el tipo de accesorios.
Más historias que te pueden gustar:Guía para cultivar curry y por qué esta hierba ancestral es lo que le falta a tu jardínSi tu terreno tiene diferentes pendientes, o si una tubería debe bajar una colina, luego subir una ligera colina, antes de bajar hacia tu sistema de bebederos, tendrás que cambiar el tamaño de la tubería para influir positivamente en el flujo de agua. Añadiendo tuberías más pequeñas puede aumentar la velocidad del agua, permitiéndole subir esa pequeña colina.
Para conseguir un flujo de agua eficiente en tus abrevaderos, tendrás que hacer algunos cálculos cuidadosos para que funcione correctamente. Si no lo haces, el aire puede atascar la tubería o puedes tener una pérdida de energía que signifique que no hay suficiente presión para que el agua salga de la tubería por el otro extremo, es decir, hacia tu abrevadero.
“Para un tamaño de tubería determinado, cuanto mayor sea el caudal, mayor será la velocidad del agua y mayor será la pérdida de energía por fricción. Las pérdidas por fricción no son lineales: si se duplica el caudal, la pérdida por fricción puede aumentar hasta cuatro veces. Esta pérdida de energía no se puede recuperar”.
Cómo bombear agua de un pozo sin electricidad
Un pozo de agua es una excavación o estructura creada en el suelo mediante la excavación, la conducción, la perforación o la perforación para acceder a las aguas subterráneas de los acuíferos. El agua del pozo suele ser extraída por una bomba (Figura \N(\PageIndex{1})). Desgraciadamente, es imposible bombear agua desde muy profundo en el suelo con una simple bomba de superficie. La clave para entender por qué es darse cuenta de que la succión generada por la bomba no es una fuerza, sino simplemente la eliminación de una fuerza opuesta a la fuerza de la presión del aire que ya está allí. Cuando metemos una tubería por un agujero profundo en un charco de agua en el fondo de un pozo, el aire del interior de la tubería está empujando hacia abajo el agua de la tubería, y el aire del exterior de la tubería está empujando hacia abajo el agua del exterior de la tubería, que a su vez empuja hacia arriba el agua del interior de la tubería: todo está en equilibrio.
Figura \ (\PageIndex{1}): La bomba manual de agua extrae el agua de un pozo creando un vacío que el agua se apresura a llenar. Bomba manual para bombear agua de un pozo en un pueblo cerca de Chennai, en la India. (CC BY 2.0; Sustainable Sanitation Alliance).
Bomba de agua por gravedad de energía libre
Como su nombre indica, un sistema alimentado por gravedad se basa en la gravedad para ayudar a que el agua fluya por las tuberías de su casa. La red de suministro de agua entra en su propiedad y se divide en dos tuberías. Una de las tuberías lleva el agua al grifo de la cocina y la otra la pasa a un gran depósito de agua, que suele estar almacenado en el tejado.
Cuando se necesita, el agua sale del depósito y cae por las tuberías hasta la cisterna del inodoro y los grifos fríos del baño. Para el agua caliente, el agua del depósito pasa por una tubería hacia el acumulador de agua caliente. Éste suele encontrarse en el armario de ventilación. El agua caliente del acumulador se dirige entonces a los grifos de agua caliente de la casa. También se incluye un tubo de ventilación como medida de seguridad.
Si el depósito de agua fría no está en el desván y se encuentra en un armario, puede aumentar la presión del agua de su casa moviendo el depósito de agua fría a una posición alta. De este modo, el agua podrá caer más lejos, lo que aumentará el flujo y la presión del agua a través de las tuberías. Sin embargo, trasladar el depósito de agua puede ser una tarea costosa y complicada, lo que lleva a muchas personas a buscar alternativas.