Quatro possíveis alternativas para o bombeamento de água:
frasco pressurizado
bomba peristáltica
bomba de seringa
bomba centrífuga
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.
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.
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.
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.
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.
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.
Uma bomba peristáltica é formada pelos seguintes componentes: (ver figura seguinte)
Cabeçote para guiar o tubo flexível
Tubo flexível
Roletes montados no braço porta-rolete, que pressionam o tubo flexível contra o cabeçote
Eixo central da bomba, que gira o braço porta-rolete
Conexão para o tubo flexível (entrada ou saída)
Conexão para o tubo flexível (entrada ou saída)
Motor elétrico, engrenagens de redução, eletrônica de controle com regulagem, leds, etc.
Existem diversos modelos de 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 15. Projeto I de bomba peristáltica DIY. (Fonte: http://www.instructables.com/id/Servo-powered-peristaltic-pump-controlled-by-Ardui/)
Figura 16. 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.
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 17. 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 19. Projeto I de bomba de seringa DIY. (Fonte: http://aonomus.wordpress.com/2010/02/01/diy-syringe-pump-version-1/)
Figura 20. Projeto II de bomba de seringa DIY. (Fonte: http://www.instructables.com/id/Simple-Syringe-Pump/?lang=pt)
Uma outra alternativa é o uso de bombas centrífugas.
Figura 21. 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.
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.
A maioria opera com 12V mas alguns modelos operam com 24V.
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.
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.