3. Bombeamento

Quatro possíveis alternativas para o bombeamento de água:

  1. frasco pressurizado

  2. bomba peristáltica

  3. bomba de seringa

  4. bomba centrífuga

3.1. Frasco Pressurizado

O princípio de bombeamento com frasco pressurizado consiste na injeção de um gás inerte em um frasco contendo o líquido que se deseja bombear, forçando a saída do líquido pelo aumento da pressão interna.

Nota

O termo gás inerte quer dizer apenas que o gás não deve alterar significativamente as propriedadess da solução que deve ser bombeada. Por exemplo, se quisermos bombear uma solução de hidróxido de sódio (NaOH) devemos tomar cuidado com o gás carbônico (CO2) presente no ar que pode formar carbonato ou bicarbonato de sódio.

Figura 8. Figura ilustrativa da técnica de bombeio por pressurização.

Figura ilustrativa da técnica de bombeio por pressurização.

Uma forma acessível de utilizar essa técnica é usar uma bomba de ar para aquário pressurizando um frasco contendo o líquido que você deseja bombear. Existem vários modelos de bombas com diferentes preços, se possível, escolha um modelo com 2 saídas.

Figura 9. Bombas de ar para aquário.

Bombas de ar para aquário.

O artigo: Propulsor pneumático versátil e isento de pulsação para sistemas de análise em fluxo ilustra o uso deste conceito com uma bomba de ar para aquário.

Figura 10. Sistema de análise em fluxo utilizando uma bomba de ar para aquário.

Sistema de análise em fluxo utilizando uma bomba de ar para aquário.

Você também vai precisar de mangueiras (PVC, látex, silicone, dentre outras). Procure comprar, se possível, mangueiras de silicone pois são mais flexíveis e portanto mais fáceis de manipular.

Para o controle de bombas de aeração usando o Arduino consulte a seção: Respirometer with FSM, Tcl and Arduino.

3.2. Bomba Peristáltica

O sistema peristáltico é uma das mais antigas formas de bombeio, inventada pela própria natureza. Do esôfago ao intestino, nosso sistema digestório funciona pelo mesmo princípio.

Figura 11. Movimentos peristálticos usados pelo sistema digestório.

Movimentos peristálticos usados pelo sistema digestório.

Uma bomba peristáltica é formada pelos seguintes componentes: (ver figura seguinte)

  1. Cabeçote para guiar o tubo flexível

  2. Tubo flexível

  3. Roletes montados no braço porta-rolete, que pressionam o tubo flexível contra o cabeçote

  4. Eixo central da bomba, que gira o braço porta-rolete

  5. Conexão para o tubo flexível (entrada ou saída)

  6. Conexão para o tubo flexível (entrada ou saída)

  7. Motor elétrico, engrenagens de redução, eletrônica de controle com regulagem, leds, etc.

Figura 12. Componentes de uma bomba peristáltica.

Componentes de uma bomba peristáltica.

Existem diversos modelos de bombas peristálticas comerciais para uso em laboratório.

Figura 13. Bombas peristálticas comerciais para uso em laboratório.

Bombas peristálticas comerciais para uso em laboratório.

Mas já existem pequenas bombas peristálticas, com preços mais acessíveis disponíveis na Internet.

Alguns modelos disponíveis no site http://www.aliexpress.com e um vídeo muito ilustrativo que mostra a estrutura dessas bombas no Youtube.

Figura 14. Projeto I de bomba peristáltica DIY. (Fonte: http://www.instructables.com/id/Servo-powered-peristaltic-pump-controlled-by-Ardui/)

Projeto I de bomba peristáltica DIY. (Fonte: http://www.instructables.com/id/Servo-powered-peristaltic-pump-controlled-by-Ardui/)

Figura 15. Projeto II de bomba peristáltica DIY. (Fonte: http://www.instructables.com/id/Inexpensive-easy-to-build-peristaltic-pump/)

Projeto II de bomba peristáltica DIY. (Fonte: http://www.instructables.com/id/Inexpensive-easy-to-build-peristaltic-pump/)

Um exemplo de controle de bomba peristáltica usando a linguagem Tcl/Tk está disponível na seção: http://www.c2o.pro.br/automacao/x3121.html.

3.3. Bomba de Seringa ou de Pistão

Bombas de seringa utilizam uma seringa como reservatório do líquido garantindo precisão elevada e baixo fluxo. Normalmente utiliza-se como mecanismo a rotação de um motor de passo acoplado a um fuso (rosca sem fim) que movimenta o êmbolo da seringa.

Figura 16. Princípio de funcionamento de uma bomba de seringa. (Fonte: http://www.contattimedical.com.br/wp-content/uploads/2012/08/Dispositivos-para-Infusao.pdf)

Princípio de funcionamento de uma bomba de seringa. (Fonte: http://www.contattimedical.com.br/wp-content/uploads/2012/08/Dispositivos-para-Infusao.pdf)

Normalmente uma mola ou um mecanismo a gás é utilizado para empurrar o êmbolo com força constante, criando uma pressão de infusão constante.

Figura 17. Modelos comerciais de bombas de seringa

Modelos comerciais de bombas de seringa

Figura 18. Projeto I de bomba de seringa DIY. (Fonte: http://aonomus.wordpress.com/2010/02/01/diy-syringe-pump-version-1/)

Projeto I de bomba de seringa DIY. (Fonte: http://aonomus.wordpress.com/2010/02/01/diy-syringe-pump-version-1/)

Figura 19. Projeto II de bomba de seringa DIY. (Fonte: http://www.instructables.com/id/Simple-Syringe-Pump/?lang=pt)

Projeto II de bomba de seringa DIY. (Fonte: http://www.instructables.com/id/Simple-Syringe-Pump/?lang=pt)

3.4. Bomba Centrífuga

Uma outra alternativa é o uso de bombas centrífugas.

Figura 20. Princípio de funcionamento de uma bomba centrífuga.(Fonte: http://www.escoladavida.eng.br/mecfluquimica/aulasfei/ccb.htm)

Princípio de funcionamento de uma bomba centrífuga.(Fonte: http://www.escoladavida.eng.br/mecfluquimica/aulasfei/ccb.htm)

Para pequenas vazões podemos usar bombas centrífugas usadas em automóveis que operam com 12V.

Figura 21. Bombas centrífugas (12V) utilizadas nos limpadores de para-brisa em automóveis.

Bombas centrífugas (12V) utilizadas nos limpadores de para-brisa em automóveis.

Você vai encontrar essas bombas nas lojas que vendem peças para automóveis, e custam entre R$20,00 e R$30,00 (2014). Elas são conhecidas por: eletrobomba ou bomba injetora de água do limpador de para-brisa ou bomba de gasolina para o sistema de partida à frio.

Atenção

A maioria opera com 12V mas alguns modelos operam com 24V.

Dica

Para pesquisar nos mecanismos de busca utilize a expressão Windshield (or Windscreen) Washer Pump. Não confundir com Windshield Wiper Motor, motor que aciona as palhetas do limpador de para-brisa.

Quando comprar as bombas, aproveite para comprar também os conectores elétricos que facilitam a montagem.

Figura 22. Conector elétrico para as bombas centrífugas utilizadas em automóveis.

Conector elétrico para as bombas centrífugas utilizadas em automóveis.

Nota

Uma das vantagens do sistema peristáltico, em relação aos demais sistemas de bombeio, é a possibilidade de reverter o sentido de fluxo apenas revertendo a rotação do motor que aciona os roletes do sistema peristáltico.