Como funciona uma bomba hidráulica de elevação?

As bombas hidráulicas de elevação, ou carneiros hidráulicos, existem há muitas décadas e são populares por duas razões principais:

  1. não precisam de uma fonte de alimentação externa, já que a força da água em movimento lhes fornece a energia necessária;
  2. são extremamente simples, com apenas duas partes móveis.

A idéia básica por trás de uma bomba hidráulica de elevação é simples. Ela usa o momento de uma quantidade relativamente grande de água em movimento para bombear uma quantidade relativamente pequena de água para um nível mais elevado.

Para usar um carneiro hidráulico é necessário ter uma fonte de água situada em um nível acima do nível da bomba. Por exemplo, é necessário que o reservatório de água esteja em um morro para que possa colocar a bomba abaixo do nível dele. Outra coisa necessária é passar um cano do reservatório até a bomba. Essa bomba, inclusive, tem uma válvula que permite que a água flua através do cano e ganhe velocidade.

  • Quando a água atinge sua velocidade máxima, a válvula se fecha automaticamente.
  • Após o fechamento da válvula, a água em movimento desenvolve grande pressão na bomba devido à inércia.
  • Essa pressão força a abertura de uma segunda válvula.
  • Água em alta pressão flui pela segunda válvula até chegar ao cano de distribuição (que normalmente possui uma câmara de ar para permitir a captura da maior quantidade de água possível durante o impulso).
  • A pressão na bomba cai, a primeira válvula é reaberta para permitir que a água passe e comece a aumentar seu momento novamente, e a segunda válvula se fecha.
  • Então, o ciclo se repete.

O cano de distribuição pode se elevar a um nível acima do nível da bomba e da fonte de água. Por exemplo, se a bomba estiver 10 m abaixo do lago, o cano de distribuição pode estar até 100 m acima da bomba.

No entanto, dá para perceber claramente que uma grande desvantagem de um carneiro hidráulico é que ele desperdiça bastante água. Normalmente, apenas cerca de 10% da água que ele consome acaba chegando ao cano de distribuição, com o restante saindo da bomba durante o aumento do momento.

Não há nada de mágico no processo de uma bomba hidráulica de elevação e um outro projeto que atingiria o mesmo resultado seria mais ou menos assim:

  • a água desce o morro vindo do reservatório e movimenta uma roda de água
  • essa roda de água está conectada a uma bomba que é movimentada por meio de um eixo (uma bomba recíproca, uma bomba centrífuga, entre outras)
  • a bomba faz a água mover-se para cima

Este projeto tem várias partes móveis, mas realiza exatamente a mesma coisa e tem a vantagem de que se adapta a qualquer tamanho muito facilmente. Como você pode ver, a idéia de usar a energia da água em movimento já existe há bastante tempo!

Estes links vão lhe ajudar a aprender mais: