Las bombas de ariete hidráulico o de impulso convierten la diferencia de elevación entre el punto de entrada de la tubería de alimentación (por ejemplo, de un río cercano o el caudal de un embalse elevado) y la propia bomba en energía cinética que mueve el agua a través de la tubería de suministro. Las bombas de impulso requieren muy poco o ningún suministro de energía, aparte de una fuente de agua corriente, y pueden suministrar agua a presión de forma segura a partir de esa fuente existente (incluida el agua de manantial). Esta tecnología se aplica principalmente durante las fases de estabilización y recuperación de una emergencia.

Una bomba de ariete hidráulico utiliza una serie de válvulas unidireccionales y una cámara de aire comprimible para aprovechar la energía (o impulso) de una corriente, río o embalse situado a mayor altura que la propia bomba. El agua que fluye comprime la cámara de aire, lo que a su vez impulsa una pequeña cantidad de agua a través de la descarga de la bomba a una presión más alta. La mayor parte de la velocidad del caudal de entrada se transfiere a la cámara de aire comprimido, y solo una pequeña fracción del flujo de entrada se bombea hacia adelante, lo que hace que se propulse a mayor presión.

Consideraciones de diseño

Una bomba de ariete hidráulico no necesita electricidad ni combustible para funcionar, sino que depende de un flujo natural y de la diferencia de elevación. El agua puede bombearse desde una altura 20-40 veces superior a la diferencia de altura disponible que impulsa la bomba, lo que significa que una diferencia de altura de 1 m en la tubería de alimentación puede bombear agua más de 30 m hacia arriba en la tubería de suministro. Sin embargo, menos del 10 % del volumen de agua que fluye por la tubería de alimentación puede llegar a la salida, ya que la energía para elevar el agua hasta la salida, incluidas las pérdidas, se toma del agua que escapa de la bomba a través de la válvula principal. El caudal mínimo de agua requerido es de 7-10 l por minuto para bombas pequeñas, y la caída mínima de trabajo es de 1 m.

Materiales

La disponibilidad de bombas de ariete hidráulico prefabricadas depende de la región (en Asia hay bombas más ligeras con una vida útil razonable). Aunque el diseño es lo suficientemente sencillo como para permitir un montaje casero con válvulas, tuberías termoplásticas y accesorios disponibles localmente, las versiones caseras tienden a ser poco confiables. Las bombas de ariete pueden fabricarse con HDPE u otros componentes termoplásticos y accesorios básicos (deben evitarse el PVC y otros materiales frágiles).

Aplicabilidad

Una bomba de ariete hidráulico es la más adecuada para zonas accidentadas o montañosas donde las fuentes de agua están situadas más abajo del punto de uso. En general, se pueden utilizar arroyos, ríos o manantiales como fuente para hacer funcionar estas bombas, pero se requiere un caudal o una capacidad suficiente para hacerlas funcionar, ya que una gran parte del agua sirve como fuente de energía que luego sale por debajo de la bomba y vuelve a la fuente de agua. Las bombas comerciales son fiables, pero solo están disponibles en tamaños capaces de producir agua con caudales bajos. No existen productos comerciales ampliamente disponibles a escala vecinal o superior. La mejor aplicación de las bombas de ariete hidráulico puede ser para necesidades agrícolas o ganaderas cerca de un río. El principal inconveniente es el bajo rendimiento y el desperdicio de estas bombas, junto con su caudal relativamente bajo. La bomba puede ofrecer una alternativa sencilla para bombear agua con fines agrícolas desde un arroyo o río cercano sin necesidad de energía adicional.

Operación y mantenimiento

Una bomba de ariete hidráulico funcionará 24 horas, los 7 días de la semana durante muchos años sin necesidad de alimentación externa. Para garantizar su durabilidad, la válvula principal y la válvula de retención deben someterse a un mantenimiento regular, y el aire del depósito de aire debe comprobarse y rellenarse periódicamente. Aparte de eso, se necesita un mantenimiento mínimo. Aunque no requiere una fuente de energía externa, sí necesita una entrada continua de agua desde la fuente. Se recomienda comprobar el funcionamiento de la bomba de ariete una vez al mes. Los filtros del conducto de entrada en la tubería de alimentación pueden requerir revisiones y limpiezas diarias o semanales, en función de la calidad del agua disponible.

Salud y seguridad

Los riesgos asociados a las bombas de ariete hidráulico son relativamente escasos. El PVC y otros materiales frágiles deben evitarse cuando se utilicen con fluidos comprimibles. Como el sistema funciona con energías renovables, el impacto ambiental se considera insignificante. Cuando la bomba de ariete hidráulico utilice agua superficial (p. ej., de un río), deberá prestarse atención al tratamiento adecuado del agua.

Costos

Las bombas de ariete hidráulico caseras son relativamente baratas y comparables a las tuberías y accesorios de HDPE disponibles necesarios para instalarlas. Las bombas comerciales, especialmente con componentes metálicos, serán más caras, aunque más resistentes y ofrecerán una vida útil más prolongada que las opciones fabricadas a nivel local. Los costos reales difieren debido a factores como el tamaño y la geografía. El precio indicativo oscila entre USD 150 y 400.

Consideraciones medioambientales y sociales

Se necesita cierta capacidad técnica para fabricar y solucionar problemas de una bomba de ariete hidráulico. Como el cierre periódico de la válvula principal produce un chasquido, las bombas de ariete hidráulico pueden oírse a cierta distancia. Por lo tanto, se recomienda situarlas lejos de viviendas y edificios públicos como escuelas y centros de salud. La bomba de ariete hidráulico es una tecnología de bombeo de agua con energía renovable que aprovecha la energía contenida en el agua corriente para bombear una parte de esa agua a una mayor altura. No se requiere ninguna otra energía mientras haya un flujo continuo de agua, lo que la convierte en una aplicación de bombeo que no contamina el medio ambiente.