Las bombas manuales son bombas operadas manualmente ; utilizan la fuerza humana y la ventaja mecánica para mover fluidos o aire de un lugar a otro. Se utilizan ampliamente en todos los países del mundo para una variedad de actividades industriales, marinas, de irrigación y de ocio. Hay muchos tipos diferentes de bombas manuales disponibles, principalmente operando con un principio de pistón, diafragma o paletas rotativas con una válvula de retención en los puertos de entrada y salida a la cámara que opera en direcciones opuestas. La mayoría de las bombas manuales son bombas de pistón o bombas de émbolo , y son de desplazamiento positivo . [1]
Las bombas manuales se utilizan comúnmente en los países en desarrollo tanto para el suministro comunitario como para el autoabastecimiento de agua y pueden instalarse en pozos perforados o excavados a mano .
Un tipo de bomba que alguna vez fue común en todo el mundo era la bomba de agua accionada manualmente, o "bomba de jarra". Se instalaba comúnmente sobre pozos de agua comunitarios en la época anterior a la existencia de suministro de agua por tuberías.
En algunas partes de Gran Bretaña e Irlanda, se la denominaba a menudo bomba parroquial . Aunque ya no son comunes estas bombas comunitarias, la gente todavía utilizaba la expresión bomba parroquial para describir un lugar o foro donde se discutían asuntos de interés local. [3]
Como el agua de las bombas de jarra se extrae directamente del suelo, es más propensa a contaminarse. Si esa agua no se filtra y purifica, su consumo puede provocar enfermedades gastrointestinales u otras enfermedades transmitidas por el agua. Un caso notorio es el brote de cólera de Broad Street de 1854. En ese momento no se sabía cómo se transmitía el cólera, pero el médico John Snow sospechó que el agua estaba contaminada e hizo que quitaran la manija de la bomba pública que sospechaba; luego, el brote remitió.
Las bombas comunitarias modernas accionadas manualmente se consideran la opción más sostenible y de bajo costo para el suministro de agua potable en entornos con pocos recursos, a menudo en áreas rurales de países en desarrollo. Una bomba manual permite el acceso a aguas subterráneas más profundas que a menudo no están contaminadas y también mejora la seguridad de un pozo al proteger la fuente de agua de baldes contaminados. Las bombas como la bomba Afridev están diseñadas para ser baratas de construir e instalar, y fáciles de mantener con piezas simples. Sin embargo, la escasez de piezas de repuesto para este tipo de bombas en algunas regiones de África ha disminuido su utilidad en estas áreas.
La succión y la elevación son consideraciones importantes al bombear fluidos. La succión es la distancia vertical entre el fluido que se va a bombear y el centro de la bomba, mientras que la elevación es la distancia vertical entre la bomba y el punto de entrega. [4] La profundidad desde la que una bomba manual succionará está limitada por la presión atmosférica a una profundidad de operación de menos de 7 metros. [5] La altura a la que se elevará una bomba manual está determinada por la capacidad de la bomba y del operador para levantar el peso en la tubería de entrega. Por lo tanto, la misma bomba y el operador podrán lograr una mayor elevación con una tubería de diámetro menor que con una tubería de diámetro mayor.
Además de su uso para extraer agua de fuentes subterráneas poco profundas para el abastecimiento de agua, a finales del siglo XIX se desarrolló otra versión de la bomba de succión manual, con poca elevación y gran caudal, para su uso como bomba de achique de barco (para embarcaciones costeras más pequeñas) y como bomba de contratista de obras. Se la conocía como bomba de diluvio. [6] Un fabricante que ilustró este producto desde finales de la década de 1880 en adelante hasta principios del siglo XX fue Goulds Manufacturing Co. [7]
Cuando es necesario elevar el agua a una altura superior a la que una bomba de succión o de elevación funcionaría eficazmente (unos 7 metros), o aumentar la presión para que salga por una boquilla con una gran fuerza, como por ejemplo a través de una manguera contra incendios, se puede utilizar una bomba de fuerza. Al igual que con una bomba de succión, en su forma manual depende de un operador que bombee una manija. Sin embargo, la diferencia es que después de que el agua es succionada a través de la válvula inferior (como resultado de elevar el pistón que está unido a la manija), su medio de salida es a través de una tubería o boquilla en el costado del cilindro principal. El agua, una vez que ha sido succionada por encima de la válvula inferior y atrapada allí, es expulsada por la salida cuando el pistón o émbolo se empuja hacia abajo nuevamente en la siguiente carrera. [8]
Un sifón, en su forma más simple, es un tubo doblado, con un extremo colocado en el agua que se va a mover y el otro extremo dentro del recipiente que la recibirá. El recipiente receptor debe estar a un nivel más bajo que el recipiente de suministro. [9] El agua siempre intentará encontrar su nivel más bajo. Usando este principio, se usan bombas muy simples con peras de plástico o goma con válvula de aleta en cada extremo para vaciar bidones de combustible o agua en tanques. Una vez que la pera está llena, el líquido fluirá sin mayor esfuerzo desde el recipiente superior al inferior. Muchas bombas manuales permiten el paso de líquido a través de ellas en la dirección del flujo y las bombas de diafragma son particularmente buenas para esto. Por lo tanto, cuando los niveles son correctos, se pueden vaciar grandes volúmenes de líquido, como piscinas, con muy poco esfuerzo y sin un costoso uso de energía.
Una bomba de cadena está formada por una cadena sin fin que lleva una serie de discos que descienden al agua y luego ascienden dentro de un tubo, llevando consigo una gran cantidad de agua. Se trata de una tecnología de bombeo antigua, de fabricación sencilla y accionada manualmente [10]. En el siglo XVIII se utilizaban como bombas de achique de los barcos. [11]
Una bomba de cadena es un tipo de bomba de agua que utiliza una cadena para mover agua de un lugar a otro. Funciona según el principio de un circuito continuo de cadena que se mueve a través de una serie de ruedas dentadas, con cangilones acoplados que elevan el agua a medida que la cadena pasa por la rueda dentada superior y la descargan cuando la cadena llega al fondo. [12]
Las bombas manuales de acción directa tienen una varilla de bombeo que el usuario mueve hacia arriba y hacia abajo directamente para descargar agua. Las bombas manuales de acción directa son fáciles de instalar y mantener, pero están limitadas a la columna máxima de agua que una persona puede levantar físicamente, de hasta 15 m. Algunos ejemplos de bombas de acción directa son la bomba Canzee [13] y la bomba EMAS [14] .
Las bombas manuales para pozos profundos se utilizan para elevaciones de más de 15 m. El peso de la columna de agua es demasiado grande para levantarla directamente y se utiliza algún tipo de sistema de ventaja mecánica, como una palanca o un volante. Las bombas de gran elevación deben ser más fuertes y resistentes para soportar las tensiones adicionales. La instalación, el mantenimiento y la reparación de las bombas manuales para pozos profundos son más complicadas que las de otras bombas manuales.
En teoría, una bomba manual para pozos profundos no tiene límite de extracción de agua. En la práctica, la profundidad está limitada por la fuerza física que puede ejercer un ser humano para levantar la columna de agua, que es de unos 30 m.
Las bombas de diafragma tienen la ventaja de bombear de forma relativamente ligera debido a la falta de varillas de tracción y son resistentes a la corrosión. Su desventaja es que necesitan una longitud específica de tubería y diafragmas de goma de alta calidad, que son costosos y relativamente ineficientes debido al trabajo adicional necesario para deformar el diafragma.
Los diafragmas de goma acaban teniendo fugas y es necesario sustituirlos. Como esto suele ser complicado y costoso, las bombas de diafragma que funcionan en zonas rurales pobres suelen abandonarse una vez que el diafragma se desgasta.
Las bombas de cavidad progresiva constan de un rotor de una sola hélice insertado en un estator de doble hélice. A medida que gira el rotor, los huecos del estator se atornillan hacia arriba a lo largo del eje de rotación. Las bombas de cavidad progresiva pueden tener mecanismos de engranajes complicados y son difíciles de mantener y reparar para los técnicos de bombas locales.
Una bomba de cuerda y arandela es un tipo de bomba manual de cavidad progresiva.
A continuación se muestra el rango de elevación de los diferentes tipos de bombas manuales: [15] [16]
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En noviembre de 2002, el Comité de Derechos Económicos, Sociales y Culturales de las Naciones Unidas afirmó que el acceso al agua limpia y segura va más allá de la clasificación del agua como un producto económico. El comité destacó el derecho fundamental de tener acceso suficiente a agua limpia para uso doméstico y personal. "El derecho humano al agua es indispensable para llevar una vida digna". [17] Teniendo esto en cuenta, los fabricantes de bombas de agua, como las que produce GOAZ Development en Malasia, tienen una amplia gama de clientes potenciales: gobiernos, organizaciones no gubernamentales, grupos de mujeres, grupos comunitarios y otras organizaciones de diversos tipos interesadas en desarrollar el acceso a las aguas subterráneas. [15]
VLOM, que significa Operación y mantenimiento a nivel de aldea , es un término utilizado por primera vez durante el Proyecto de bombas manuales para el suministro de agua en zonas rurales del PNUD y el Banco Mundial. Este proyecto duró de 1981 a 1991 y estudió la disponibilidad y el mantenimiento de los sistemas de bombas manuales. Se analizaron 40 tipos de bombas manuales en laboratorios y el rendimiento de 2700 bombas manuales se analizó sobre el terreno. El estudio estableció que la estructura de mantenimiento centralizada era una causa de muchos problemas en los programas de bombas manuales y que el mantenimiento a nivel de aldea es mejor. [1]
El concepto VLOM se aplicó inicialmente al hardware con los siguientes objetivos: la posibilidad de mantenimiento por parte de trabajadores del pueblo, la fabricación de piezas de repuesto en el país para garantizar la disponibilidad de piezas de repuesto, la resistencia en el campo y la rentabilidad. Con el tiempo, se hizo más hincapié en la gestión del mantenimiento. Así, la "M" pasó a representar "gestión del mantenimiento". Por lo tanto, dentro del concepto VLOM han adquirido mayor importancia una mayor elección por parte de la comunidad del servicio, de quién lo prestará y la responsabilidad financiera de la comunidad ante los cuidadores de la bomba. [1]
El Centro Suizo de Recursos y Consultorías para el Desarrollo, Skat, [18] continúa trabajando en el diseño y la estructura de soporte para el desarrollo de bombas manuales como anfitrión de la Secretaría de la Red de Abastecimiento de Agua Rural [19] (RWSN).
Un ejemplo de un proyecto financiado por el Banco que pone de relieve muchos de los problemas de las bombas manuales es el Proyecto de Abastecimiento Rural de Malí de 1992. El proyecto permitió que aproximadamente 230 aldeas rurales propensas a períodos de sequía y 228.000 personas tuvieran acceso a agua potable. [20] El proyecto es notable por su intento de hacer que las propias aldeas asuman la responsabilidad del mantenimiento de las bombas. La complejidad de las bombas es un problema fundamental para todos los programas de este tipo, así como la calidad de las bombas dadas las fuertes demandas de una aldea. [20] Un estudio de 1994, también financiado por el Banco, sobre la resistencia de las bombas manuales en África mostró que sólo entre el 41 y el 51 por ciento de las bombas manuales seguían funcionando. [20] El Proyecto de Abastecimiento Rural de Malí afectó positivamente a la longevidad de las bombas manuales al hacer lo siguiente: establecer depósitos locales de repuestos, capacitar a personas para el mantenimiento de las bombas, programar inspecciones por parte de los funcionarios del proyecto, formar comités locales y reclutar voluntarios.
Se ha prestado mucha atención a los beneficios del uso de bombas manuales en los países en desarrollo, en comparación con los métodos más tradicionales. En las comunidades que dependen del agua subterránea, a través de un pozo o una perforación, el uso de un sistema de balde y cuerda presenta problemas de higiene. El sistema de balde y cuerda no es compatible con el uso de una losa de cobertura, que puede prevenir la contaminación del agua subterránea. Además, las manos sin lavar pueden contaminar el balde y la cuerda. Las bombas manuales evitan estos problemas y, por lo tanto, son preferibles. [1]
Sin embargo, los habitantes no dejaron de utilizar los medios tradicionales para recolectar agua durante este proyecto. Esto fue especialmente cierto cuando la lluvia les proporcionó fuentes de agua poco profundas. Estos pozos poco profundos solían ser más fáciles de acceder que los pozos con bombas manuales. Cuando se enfrentaron a la opción de utilizar agua cercana a la superficie o viajar hasta las bombas manuales, muchos aldeanos optaron por la primera opción. [20]
Además, la contaminación animal y la mezcla de aguas subterráneas y superficiales fueron factores que contribuyeron a un saneamiento deficiente. [20]
Otro problema que enfrentó el proyecto fue el hecho de que las bombas sólo podían proporcionar un máximo de 20 litros de agua por persona y día, lo que requería un escalonamiento poco realista de la recuperación de agua. [20] Además, muchos depósitos retiraron su apoyo después de que se agotó el inventario donado, los contratos otorgados a los consultores finalmente se cerraron y el mantenimiento no se mantuvo a un alto nivel. [20]
Un estudio de junio de 2008, realizado por el Banco Mundial, titulado "Examen de la eficacia de los sistemas de abastecimiento de agua en zonas rurales de la India", mostró que aproximadamente el 45% de los proyectos de suministro de agua potable en zonas rurales se centraban en el mantenimiento de averías en lugar de en el mantenimiento programado. Además, se informó de que alrededor del 20% presentaba "una negligencia grave o algo grave en el mantenimiento". [21]
El hecho de que un proyecto de utilización de bombas manuales en un país en desarrollo sea o no una alternativa asequible depende sin duda de quién o qué organización pague la factura. Sin embargo, el ejemplo de un proyecto de ayuda en Etiopía en 1992 ilustra cuál sería el costo para los habitantes locales que se benefician del proyecto. [22] Este ejemplo se refiere a comunidades rurales aisladas en el sur rural.
165 bombas manuales de Afridevs fueron importadas de la India. Cada una costó aproximadamente 700 dólares, incluyendo limpieza, transporte e instalación. Estas bombas abastecen a alrededor de 55 hogares cada una. En ese momento, el Banco Mundial estableció que el ingreso per cápita promedio en Etiopía era de 120 dólares. Una bomba manual, primero producida por investigadores de la Universidad de Waterloo y luego refinada en la Universidad de Malaya, ha sido diseñada teniendo en cuenta el acceso local a las piezas. Se pueden utilizar materiales fácilmente disponibles, como una cuerda cubierta de grasa de pollo o un cinturón de cuero, para asegurar el mantenimiento. GOAZ Development vende estas bombas desde 160 dólares hasta 300 dólares. Por lo tanto, el 11% de los ingresos anuales de una persona se destinaría al acceso al agua potable. Esto es más del doble del 5% que el Banco Mundial declaró que debería ser la cantidad máxima que debe pagar una familia. [22]
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