Una bomba de soga (también conocida como bomba de soga y arandela) es una bomba de desplazamiento positivo que desplaza una cantidad fija de agua por ciclo. El agua se eleva directamente mediante el movimiento continuo unidireccional de un volante de inercia (en lugar de oscilación). Los componentes subterráneos están hechos principalmente de plástico, lo que los hace resistentes a la corrosión y facilita su mantenimiento. En general, estas bombas no son aptas para la fase de respuesta inmediata y están más bien destinadas para el suministro de agua a largo plazo en áreas rurales, donde son útiles para actualizar los pozos abiertos y las perforaciones en desuso, así como para mejorar la calidad y accesibilidad del agua.

Las bombas de soga suelen accionarse de manera manual, pero también se pueden emplear motores. Funcionan usando un lazo de soga con arandelas anexadas, que conecta el volante de inercia en la parte superior a un punto de entrada abocinado con el tubo ascendente en la parte inferior. Las arandelas se colocan de manera holgada dentro del tubo ascendente, pero esto es suficiente para garantizar que, a una velocidad determinada, es mayor la cantidad de agua que se eleva que la que cae debido a la gravedad alrededor de las arandelas, lo que genera que el agua se transporta hacia el cabezal de la bomba.

Consideraciones de diseño

Existen varias características clave en la bomba de soga. El volante de inercia tiene dos manijas, una a cada lado. Esto significa que una o dos personas lo pueden accionar. Un lazo de soga conecta el volante de inercia que se encuentra en la superficie a una guía ubicada por debajo del agua. Un volante de inercia metálico se suele unir con dos lados de neumáticos viejos que ayudan a sujetar la cuerda y las arandelas dentro de su ranura central. Se puede usar una soga de nylon, aunque tiende a resbalarse y estirarse más que el polipropileno (PP). Las arandelas están separadas en la soga a intervalos mínimos de 1 metro (para evitar que el volante de inercia se resbale) y se sujetan e inmovilizan con dos nudos alrededor de cada arandela. Las arandelas suelen fabricarse con piezas moldeadas de polietileno de alta densidad (HDPE) o con discos de goma recortados de neumáticos de coche.

Para los pozos excavados protegidos ( I.7 ), la soga entra por un punto de la losa y se dirige a una guía situada bajo la tubería de impulsión principal, aunque también hay una versión de perforación en la que la soga se canaliza después de salir del volante de inercia mediante una guía superficial que lo acerca de tal forma que entre en una perforación estrecha (es posible incluso hasta 75 mm de diámetro). La soga desciende al pozo sin un tubo y luego la atrapa un tubo captador abocinado que forma parte de la estructura guía en la base de un tubo ascendente. Su función es guiar la soga hasta el fondo de la tubería de impulsión que también está abocinada. Los extremos abocinados evitan que la soga o las arandelas se enganchen en el extremo del tubo y lo dañen, al tiempo que suavizan el movimiento de bombeo. Por último, la tubería de impulsión, que puede tener un diámetro de entre 18 y 40 mm en función de la elevación, se conecta con el cabezal de la bomba y el surtidor.

Las bombas de soga manuales pueden utilizarse en aguas de hasta 50 metros de profundidad, mientras que las motorizadas permiten alcanzar profundidades de hasta 100 metros. El caudal varía en función de la elevación y el método de bombeo.
Las bombas manuales a 5 metros de profundidad pueden dar unos 5.000 l por hora, que se reducen a 500 l por hora a 50 metros de profundidad, mientras que las bombas motorizadas a 100 metros de profundidad pueden dar 1.100 l por hora.

Materiales

La bomba de soga puede fabricarse con materiales y técnicas disponibles a nivel local en pequeños talleres o comprarse a fabricantes especializados. Los materiales necesarios son el cabezal de la bomba (de metal), el tubo de impulsión (de plástico), una cuerda con arandelas, un volante de inercia, manijas y guías para la soga. En muchos casos, este tipo de bomba se fabrica localmente, aunque no en todos los países. Su disponibilidad dependerá del contexto del país.

Aplicabilidad

Las bombas de soga son más adecuadas para uso doméstico o en el contexto de suministros de agua a comunidades rurales que en situaciones de emergencia o en entornos urbanos con alta densidad poblacional y en lugares donde la extracción manual de agua de una única fuente compartida podría no satisfacer la demanda. (véase S.8 ). La bomba es más adecuada para un número reducido de usuarios (por ejemplo, hasta 50) debido a que los materiales plásticos no son muy resistentes. Se utiliza principalmente para agua potable o irrigación, así como para abrevar al ganado; además, puede ser útil para aumentar el rendimiento de los pozos excavados a mano o para proporcionar un sistema higiénico de recolección de agua de una fuente superficial en caso de emergencia.

Operación y mantenimiento

Aunque todas las bombas manuales requieren una estrategia integral de mantenimiento debido al alto nivel de uso y desgaste, la O&M es más sencilla para las bombas de soga que para otras bombas manuales debido a su diseño simple. Hay menos piezas, sin palancas ni cojinetes (salvo los modelos que tienen cojinetes en el eje del volante de inercia), lo que se traduce en menos problemas de mantenimiento de la bomba. Además, el uso de tubos y accesorios de plástico hace que la extracción de las tuberías sea más fácil y sencilla que en el caso de las tuberías metálicas (peso total de aproximadamente 15 kg, entre 5 y 10 veces más ligero que otras bombas de pistón). Además, todas las piezas pueden fabricarse localmente, lo que contribuye a la sostenibilidad. También se reduce el mantenimiento de los componentes subacuáticos, ya que son de plástico y, por ende, resistentes a la corrosión causada por el agua subterránea con un pH bajo. No obstante, algunas piezas deberán sustituirse en algún momento (por ejemplo, las arandelas o las sogas), aunque son fáciles de reemplazar y se pueden fabricar in situ la mayoría de las veces. Aunque el diseño se presta a un mantenimiento sencillo, la realidad es que ni siquiera estas bombas reciben el mantenimiento necesario, por razones generalmente ajenas al diseño de la bomba (véase S.8 ).

Salud y seguridad

Dado que la mayoría de los componentes subterráneos están hechos de plástico, hay menos preocupaciones sobre la solubilidad de los metales en agua con pH más bajo y sobre cualquier consecuencia directa e indirecta para la salud. Existe un pequeño riesgo de contaminación microbiológica en el punto donde la soga queda expuesta dentro del cabezal de la bomba, y algunos diseños lo mitigan mediante una cubierta del cabezal de la bomba.

Costos

Las bombas de soga manuales suelen costar entre USD 50 y USD 170, según el contexto. Los costos corrientes son muy bajos (alrededor de USD 20 o menos al año por bomba), ya que las piezas se pueden fabricar localmente, mucho menos que en el caso de otros tipos de bombas. Cualquier reparación de las piezas metálicas es fácil si hay un taller local con capacidad para soldar.

Consideraciones medioambientales y sociales

La gente acepta muy bien este tipo de bombas en los lugares donde se han instalado. Como este tipo de bomba se aplica sobre todo en su versión manual, representa una forma de extracción de agua amigable con el medioambiente y tiene un riesgo limitado de sobreexplotación de la fuente de agua utilizada para el bombeo.