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Bombeo

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Aunque abunda en todo el mundo, a menudo es difícil alcanzar el agua. Cuando el agua está lejos, se usa energía para transportarla. Y, debido a su densidad pues el agua pesa 1,000 kg/m3 (8.34 libras por galón), la energía requerida para elevar el agua es significativa. La energía total necesaria para bombear el agua depende de la altura a la cual se eleva, la velocidad de elevación, el diámetro de la tubería, la fricción y otros factores. Ya sea que se eleve el agua de un pozo o que se bombee sobre una montaña, la energía total requerida debe sobrepasar la fuerza de gravedad ejercida sobre ese volumen de agua.

Los antiguos egipcios usaron el tornillo de Arquímedes, que es un dispositivo muy útil que convierte el giro manual de un tornillo en un proceso que eleva el agua. El estrecho resorte de las aspas eleva el agua siempre que se opere continuamente. Este invento se le atribuye a Arquímedes en el tercer siglo antes de la era cristiana, pero es posible que se haya utilizado antes. Miles de años después, las estaciones de elevación de agua modernas en parques de los diversiones, plantas de tratamiento de agua y en otros lugares aún utilizan este diseño.

El parque acuático Schlitterbahn en New Braunfels, Texas, usa un tornillo de Arquímedes para elevar 36,000 galones (136 m3) de agua por minuto para poner en marcha a The Falls, "la aventura acuática con flotadores más larga del mundo".1John Boyd, “35 fun facts about Schlitterbahn on its 35th anniversary”, My San Antonio, 5 de marzo de 2014, accedido el 29 de agosto de 2016, enlace; y Winter Prosapio, “Schlitterbahn New Braunfels Waterpark Fact Sheet 2016”, Schlitterbahn Newsroom, 18 de febrero de 2015, accedido el 29 de agosto de 2016, enlace.

Una ciudad de tamaño mediano en los Estados Unidos con un millón de residentes pudiera necesitar 570 millones de litros de agua al día (150 millones de galones). Elevar esa agua desde fuentes superficiales a las plantas de tratamiento de agua a una altura de 100 metros requiere un poco más de 6 megavatios (MW) de energía de bombeo. Las turbinas de viento masivas generan aproximadamente 1 MW cada una, así que la ciudad necesitaría 6 turbinas funcionando a toda capacidad exclusivamente para bombear agua a la instalación de tratamiento y almacenamiento al tope de la montaña, desde donde fluirá hacia los clientes abajo. El consumo de energía para bombear es una de las razones por las que las personas prefieren pozos llanos y fuentes de agua superficiales. Las fuentes más profundas y sucias requieren aun más energía y por lo general solo se utilizan cuando hay menos opciones que consuman menos energía.

Usar el agua superficial local para aplicaciones agrícolas requiere menos energía que transportar el agua desde el Acueducto del Río Colorado para tratamiento y distribución a las residencias donde se calienta el agua posteriormente.

Image Credits: Peter Turner Photography/Shutterstock.com.

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