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BOMBA DE GUA MANUALMODELOPUXA-EMPURRAPROJETO EXPERIMENTAL DE BAIXO CUSTO

MANUAL DE CONSTRUOVerso 1.1Obs.: Esse projeto contou inicialmente com o apoio da ONG Sociedade do Sol.

Sumrio1.Introduo2.Componentes bsicos3.Como funciona4.Montagem do corpo da bomba4.1.Montagem do cilindro4.2.Montagem da alavanca do mbolo4.3.Montagem da ponta do mbolo4.3.1.Preparao das peas4.3.2.Montagem final da ponta do mbolo4.4.Montagem final do corpo da bomba5.Montagem do circuito hidrulico da bomba5.1.Montagem da(s) vlvula(s) de reteno5.2.Montagem final do circuito hidrulico da bomba6.Lista de materiais e ferramentasANEXO 1.Vlvula de reteno construda apenas com peas de PVCCOMPLEMENTO =>DICAS - DVIDAS - PERGUNTAS E RESPOSTAS

1. IntroduoBomba de gua ManualA engenharia hidrulica evoluiu muito no ltimo sculo, porm para algumas necessidades bsicas como um simples bombeamento de gua em circunstancias crticas ou sem recursos eltricos no temos uma ferramenta de fcil acesso. Sentindo a necessidade dessa ferramenta para bombeamento de gua em diferentes condies e aplicaes, fomos incentivados a desenvolver esse projeto. Uma bomba manual, leve, adaptvel em inmeras situaes, de fcil construo e baixo custo.Cuidado!A fsica dita os limites de suco dos lquidos a serem bombeados verticalmente, na superfcie deste planeta. Esse fenmeno chamado de "Cavitao".Teoricamente, para a gua, esse valor de 10,33m de coluna de gua, nas chamadas condies normais de presso e temperatura, ou CNPT, equivalente a uma altura de zero metros - nvel do mar e a uma temperatura de 0 (zero) C. A razo simples: no ato de puxar gua do fundo do poo para cima, existe uma certa altura, com relao ao nvel dessa gua, a partir da qual no mais possvel elevar a gua. So os tais 10,33m mencionados acima. Nesta altura, dentro do cano, existe uma presso negativa (um vcuo) equivalente ao peso da coluna de gua, que to intensa que se inicia naturalmente a evaporao da gua, fenmeno tambm conhecido como "quebra da coluna". Quando acontece a quebra, a gua no cai, retornando ao poo. Simplesmente a coluna fica parada nesta altura e no sobe mais. Na prtica, no poo onde desejamos retirar a gua, devido sua altura sobre o mar, da temperatura ambiente, das vibraes da bomba e outros, fica difcil elevar gua por suco, a mais de 6, 7 ou 8m.Obs.: uma coluna de gua de 10,33 m (a CNTP) corresponde uma presso hidrulica de 1 bar (= 0,987 atm (atmosferas)).Para elevar gua comeando por suco de mais ou menos os 6m da superfcie da gua do poo/reservatrio, tem-se que colocar mais uma bomba em srie com a 1 bomba. Assim ter os 6m, mais a altura que a 1 bomba puder empurrar (dependendo da potncia dessa bomba), e da por diante, pode-se colocar a(s) bomba(s) em srie, recebendo a gua e empurrando-a para cima, e assim pode-se elevar a gua por centenas de metros acima. O ideal, para puxar gua com profundidades acima dos 6m, mantendo o baixo custo, usar uma bomba para empurrar (por dentro de um tubo) a coluna de gua desde o fundo do poo at a altura desejada. Veja o "Manual da Bomba de Roda" ou Bomba de Corda" nositeem Energia Hdrica =>BOMBA DE GUA MANUAL DE CORDA - PROJETO DE BAIXO CUSTO. Existe tambm as bombas eltricas que trabalham submersas dentro da gua do poo e com boa eficincia para esse tipo de trabalho.Sugesto:tenha como limitemximo de altura para suco os 6m.E a mxima altura de empuxe (elevao) que a bomba suporta sem degradao da estrutura fsica do material empregado, ainda no temos os dados suficientes, mas considere os 6m como limite; mais que isso s testando.Ateno!Essa bomba foi originalmente desenvolvida para bombear gua para fins no potveis. Caso deseje usar essa bomba para bombear gua potvel, no poder usar nenhum tipo de graxa, pasta, e ou qualquer outro produto qumicotxicoque se misture na gua, e dever tomar muito cuidado para no deixar gua parada no sistema por alguns dias.Dica 01:IMPORTANTE - Aps a leitura desse manual, leia tambm => Pgina dasDVIDASmais frequentes eDICAS teis

2. Componentes bsicos

Na figura ao lado (figura 01) encontra-se ilustrada a Bomba de gua Manual puxa-empurra com todos os seus componentes bsicos.Ela composta de um circuito com vlvulas de reteno, um cilindro com formato de uma seringa com mbolo para fazer o bombeamento.Essa bomba construda com materiais de fcil aquisio. Normalmente encontrados em lojas de materiais para construo. Veja mais detalhes no item6.Figura 01

3. Como funciona

O princpio de funcionamento dessa bomba bem simples.Funciona como uma seringa gigante, sugando a gua vindo por um tubo para dentro do cilindro e depois empurrando-a para fora por outro tubo.As duas vlvulas de reteno (figura 02), serviro para direcionar o fluxo da gua enquanto feito o vai-e-vem do mbolo da seringa. Assim a gua entra por uma vlvula e sai por outra, sendo forada a seguir uma nica direo.Figura 02

As figuras a seguir (figura 03efigura 04) ilustram o esquema de funcionamento da Bomba de gua Manual puxa-empurra.

Figura 03Figura 04

Primeiro a alavanca do mbolo puxada sugando a gua pela vlvula "V1" (enchendo o cilindro). Nessa situao a vlvula "V1" aberta permitindo a passagem da gua, enquanto a vlvula "V2" fechada pela suco.||||Depois a alavanca do mbolo pressionada, empurrando a gua para fora do cilindro. Nessa situao a vlvula "V2" aberta, liberando a passagem da gua que ser empurrada para cima enquanto a vlvula "V1" fechada (pela presso), impedindo o retorno da gua.

4. Montagem do corpo da bomba

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4.1. Montagem do cilindro

Para construir o corpo dessa bomba (figura 05), comece cortando um pedao de 60cm de comprimento de um tubo de 50mm (tubo branco da linha esgoto), que ser para fazer o cilindro.A vantagem de usar um cilindro com tubo de 50mm de dimetro, a de fazer pouca fora para bombear a gua. O volume de gua por bombeada ser em mdia de 900ml, porm, devido ao leve esforo fsico, possvel bombear por mais tempo sem se cansar.Depois, faa uma bolsa em cada ponta desse tubo usando a bucha de reduo soldvel longa de 50 x 25mm e o calor do fogo da boca de um fogo, conforme as orientaes a seguir:Figura 05

Primeiro corte de uma bucha de reduo longa, 1cm do lado de 50mm dessa bucha. Vejafigura 06.

Figura 06Dica 02:introduza um tubo de 25mm na bucha para ter mais apoio (firmeza) para o corte. Vejafigura 06.Dica 03:para fazer um corte bem reto, primeiro risque com lpis toda a volta da bucha, depois comece serrando levemente toda a volta at ter um sulco bem definido para depois terminar o corte.Dica 04:antes de iniciar esse corte, veja a questo1.4.(Aumentar o dimetro externo dos anis do carretel (ponta) do mbolo) na Pgina dasDVIDASmais frequentes e algumaDICAS.

Depois use essa bucha de reduo (agora com 2cm) para fazer uma bolsa com 2cm de profundidade em uma das pontas do tubo de 50mm. Essa ser a ponta inferior do corpo da bomba. Para fazer essa bolsa, siga os quatro passos a seguir e acompanhe as ilustraes dafigura 07.1 passo: inserir um rolinho de pano (ex: toalha, flanela, etc.) na ponta do tubo, deixando-o bem apertado;2 passo: empurre esse rolinho de pano +/- 2cm para dentro do tubo;3 passo: cubra a bucha de reduo com um saco plstico, aquea a ponta do tubo prximo do fogo da boca de um fogo e introduza a bucha coberta com o saco plstico apenas 2cm dentro da ponta do tubo, fazendo assim uma bolsa lisa;4 passo: espere esfriar, retire a bucha, retire o saco plstico, e cole a bucha na bolsa com cola prpria para tubos de PVC.

Figura 07Depois, na ponta dessa bucha, cole um pedao de 8cm cortado de um tubo de 25mm. Esse pedacinho de tubo de 25mm ser para conectar ao T do circuito das vlvulas.

Depois faa a bolsa do outro lado do tubo de 50mm (lado superior), usando um saquinho plstico duplo sobre a outra buchade reduo longade 50 x 25mm. Esse saquinho duplo sobre a bucha ser para deixar o encaixe da bucha com a bolsa, com uma pequena folga. Isso necessrio porqueessa bucha no ser colada na bolsa. Ela ser presa apenas com a pea que far o respiro dessa bomba. Veja a seguir nasfiguras 08 e 09.

Para fazer o respiro, deixe encaixado na bolsa a bucha de reduo longa e faa um furo de 20mm atravessando a bolsa e a bucha bem no meio da bolsa. Esse furo pode ser feito com serra copo de 20mm, ou fazer pequenos furos dentro de uma circunferncia de 20mm riscada com lpis. Depois faa o acabamento com uma lima redonda ou meia-cana. Tome cuidado para no alargar esse furo alm dos 20mm. Vejafigura 08.Figura 08

Para fixar a bucha na bolsa, use um Adaptador soldvel curto com bolsa e rosca para registro de 20x1/2" encaixado nesse furo (rosqueado - no use cola). Vejafigura 09.Dica 05:antes de tentar encaixar o adaptador nesse furo, faa uma rosca de 1/2" usando uma pea de metal com rosca de 1/2". Pode ser uma torneira, um plug, um niple, etc. Depois pode rosquear o Adaptador, mas antes corte 8mm da rosca do Adaptador para deix-lo mais curto. Assim vai evitar que os anis do mbolo raspe nele quando em funcionamento.Figura 09

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4.2. Montagem da alavanca do mbolo

Para a montagem da alavanca do mbolo, comece cortando um pedao de 66cm e dois de 13cm de comprimento de um tubo de 25mm (tubo marrom).

Depois cole os dois pedaos de 13cm, um de cada lado do T 90 soldvel 25mm, e a seguir cole um Cap soldvel 25mm em cada ponta desses tubos. Vejafigura 10.Figura 10

Depoiscole o tubo de 25mm de dimetro com 65cm de comprimento no T 90 soldvel 25mm. Vejafigura 11.IMPORTANTE: depois de ter feito essa montagem, colando essas peas, voc vai fazer a montagem da ponta dessa alavanca, mas no vai colar a ponta nessa alavanca. Vai apenas encaixar a ponta conforme orientaes a seguir.Figura 11

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4.3. Montagem da ponta do mbolo

Para essa montagem ser necessrio:- dois caps de 32mm;- duas buchas de reduo curta de 32 x 25mm;- um anel de borracha com dimetro de 40mm (esse anel usado nas conexes de 40mm da linha esgoto);- um pedacinho de 2,5cm de tubo de 25mm alargado ou retirado da ponta do tubo de 25mm que j venha com uma bolsa. Veja como essa bolsa nafigura 13.Dica 06:antes de iniciar essa montagem, veja a questo1.4.(Aumentar o dimetro externo dos anis do carretel (ponta) do mbolo) na Pgina dasDVIDASmais frequentes e algumaDICAS.Figura 12

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4.3.1. Preparao das peas

Importante:quando for comprar o tubo de 25mm, se a loja vender desse tubo por metro, escolha a ponta que tiver a bolsa (figura 13, ponta alargada), porque essa bolsa vai fazer parte da montagem desse mbolo. Caso no tenha comprado esse tubo com a bolsa, ter que fazer uma bolsa no fogo da boca de um fogo.Figura 13

Comece cortando um pedao de 2,5cm de comprimento da bolsa (figura 13) do tubo de 25mm. Vejafigura 14.Figura 14

Depois pegue as duas buchas de reduo curta de 32 x 25mm e desgaste o ressalto interno deixando-as como se fossem um pedacinho de tubo liso. Vejafigura 15.ANTESDEPOIS

Figura 15

Depois, corte de um cap de 32mm dois anis conforme indicao dafigura 16.O primeiro anel (1 corte), faa logo depois do ressalto da boca do cap, e em seguida faa um acabamento com lixa.O segundo anel (2 corte), faa com 6mm de espessura, retirando-o do corpo do cap, e em seguida faa um acabamento com lixa.Figura 16

Agora, que j tem todas as peas preparadas (figura 17),1= cap de 32mm2= anel retirado de um cap de 32mm (2 corte -figura 16)3= anel retirado de um cap de 32mm (1 corte -figura 16)4= bucha de reduo de curta 32 x 25mm (figura 15)5= anel de borracha de 40mmcomece montando o "carretel" da ponta do mbolo da seguinte forma:Obs.: monte esse conjunto de cabea para baixo. Veja sequncia das figuras a seguir.Figura 17

1 pegue o anel (pea n 3 dafigura 17) resultante do primeiro corte do cap de 32mm e cole-o na bucha (pea n 4 dafigura 17), tomando o cuidado de deixar o lado do declive da borda externa desse anel para baixo. Vejafigura 18, e compare com o desenho dafigura 12. Para fazer essa colagem, passe um pouco de cola do lado de dentro desse anel e coloque-o sobre um jornal com o lado do declive para baixo. Em seguida passe s um pouquinho de cola na beiradinha da bucha e introduza-a no anel pressionando levemente a bucha e o anel contra o jornal. Assim deixar as duas peas bem niveladas. Aguarde no mnimo uns 5 minutos antes de prosseguir com a montagem.Figura 18

2 pegue o anel (pea n 2 dafigura 17) resultante do segundo corte do cap de 32mm e cole-o na bucha (pea dafigura 18). Para fazer essa colagem, introduza esse anel na bucha deixando-o distante 6mm do primeiro anel. Depois passe a cola no vo entre os anis (os 6mm) e empurre esse segundo anel at encostar no primeiro anel. Vejafigura 19. Depois retire o excesso de cola com um pano, e aguarde no mnimo uns 5 minutos antes de prosseguir com a montagem.Figura 19

3 agora cole o cap de 32mm na ponta restante da bucha. Para isso, passe cola do lado de dentro do cap deixando-o com a boca virada para cima, e em seguida, passe um pouquinho de cola na bucha e introduza no cap. Depois retire o excesso de cola com um pano. Vejafigura 20.Figura 20

4 depois de ter secado a colagem (1 hora para manusear as peas, e 12 horas para testes de presso), coloque o anel de borracha no vo que formou nessa pea. Vejafigura 21.Figura 21

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4.3.2. Montagem final da ponta do mboloIMPORTANTE:NO USE COLA para unir as peas da montagem a seguir.

Primeiro pegue a buchade reduo longade 50 x 25mm que vai ser usada na ponta de cima do corpo da bomba (a bucha com o buraco do respiro), e desgaste o ressalto interno e um pouco do interior do lado da conexo de 25mm, com a ajuda de uma lima grossa (meia-cana) ou uma lixa (grossa n80) enrolada.Esse desgaste dever ser feito para permitir que o eixo da alavanca do mbolo (tubo de 25mm) deslize livremente pelo interior dessa bucha. Vejafigura 22.Figura 22

Depois deixe essa bucha no eixo com o lado de 25mm para cima (vejafigura 22), e comece a montagem final da ponta do mbolo.

Primeiro coloque o pedacinho de 2,5cm do tubo alargado de 25mm, depois a bucha de reduo de 32 x 25mm e empurre-a com a ajuda de um pedacinho de madeira e um martelinho, deixando 2cm da ponta da alavanca livre. Vejafigura 23.Figura 23

Por ltimo encaixe a ponta feita anteriormente com os anis e o cap de 32mm (carretel) na ponta da alavanca, e empurre-a (os 2cm) com a ajuda do martelinho. No precisa bater muito forte. Vejafigura 24.Figura 24

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4.4. Montagem final do corpo da bombaTerminada a montagem da alavanca do mbolo, passe um pouco degraxa de silicone(ver detalhes dessa graxa no item6.) no anel de borracha, na parte superior e interior do cilindro, e insira a ponta da alavanca dentro do cilindro. Faa alguns movimentos de vai-e-vem, retire-a, passe mais um pouco dagraxa de siliconeno anel de borracha e tornea coloc-la dentro do cilindro, flexionando mais algumas vezes para espalhar bem a graxa. Faa isso at que o trabalho do pisto fique suave.Por fim, corra a bucha de reduo longa de 50 x 25mm para o seu lugar, fechando a boca superior do cilindro, e prendo-a com o adaptador de 20 x 1/2", que ser o respiro da bomba. Vejafigura 09.

5. Montagem do circuito hidrulico da bombaAntes de dar incio a essa montagem, leia at o fim esse manual, e defina exatamente qual ser a aplicao que ir dar a essa bomba. Calcule bem como e onde a bomba dever ser fixada, e que tipos de conexes ela dever ter. aconselhvel sempre que possvel, ter conexes roscveis, permitindo facilmente a remoo de partes ou de toda a bomba.

Obs.: como padro, no circuito hidrulico dessa bomba, so usados tubos e conexes de PVC de 25mm.Esse circuito tem trs pontos de conexo, e duas vlvulas de reteno (V1 e V2).Os pontos de conexo so:C1 - a conexo para a entrada de gua que ser puxada pela bomba.C2 - o ponto intermedirio entre as duas vlvulas, e a conexo com o corpo da bomba.C3 - a conexo para a sada de gua que ser empurrada pela bomba.Obs.: nesses pontos C1, C2 e C3, podem-se usar adaptadores soldveis curtos com bolsa e rosca para registro de 25mm x 3/4", ou luvas com bolsa e rosca de 25mm x 3/4" ou luvas soldveis de 25mm, ou conforme a necessidade de cada ponto.Figura 25

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5.1. Montagem da(s) vlvula(s) de reteno

Para essa montagem, ser necessrio:- uma bolinha de gude (de vidro) com dimetro de +/- 25mm;- duas buchas de reduo soldveis longas 40 x 25mm;- uma luva soldvel de 40mm (branca);- um anel de 5mm retirado da sobra do cap de 32mm usado para fazer a ponta do mbolo.Figura 26

Comece a montagem pegando uma bucha de reduo longa de 40x25mm, e faa um furinho de 5mm prximo da boca do lado de 40mm (boca mais larga), atravessando a broca at sair pelo outro lado dessa boca.Depois corte mais um anel de 5mm da sobra do cap de 32mm que usou para fazer a ponta do mbolo, faa um corte lateral para abrir o anel, e com o calor da chama de um isqueiro (sem deixar encostar no PVC), molde uma tirinha, formando um palitinho de PVC.Depois coloque a bolinha de gude dentro da bucha de reduo longa em que fez os furinhos de 5mm, e cole a tirinha de PVC transpassando-a pelos furos feitos na boca dessa bucha, prendendo a bolinha de gude no seu interior. Vejafigura 27.Figura 27

Aps ter secado bem a cola, lixe as pontas da tirinha at ficarem bem rente com o lado externo da bucha de reduo. Vejafigura 28.Figura 28

Por ltimo pegue uma bucha de reduo longa de 40x25mm e junte com a bucha de reduo longa em que colocou a bolinha (figura 28), usando e colando uma luva de 40mm (branca).Depois, quando for unir as vlvulas ao circuito hidrulico da bomba,lembre-se de deixar o lado da bolinha sempre para baixo. Para evitar dvidas, faa uma marca no lado que vai ficar a bolinha. Vejafigura 29.Figura 29

DICA 06:Se no encontrar a bolinha de gude, faa essa vlvula com peas de PVC. Veja explicaes noANEXO 1

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5.2. Montagem final do circuito hidrulico da bomba

A montagem final dessa bomba vai depender exclusivamente das decises tomadas nos itens anteriores, onde decidiu como e para que vai utilizar essa bomba.Importante:tome muito cuidado parano inverter a posio da(s) vlvula(s)quando for fazer a montagem final da bomba com todos os seus componentes.

Dica 07:se for usar a bomba fixa, apenas para puxar gua de um nico ponto, como por exemplo do reservatrio da gua de banho para o reso no vaso sanitrio (enchendo a caixa de descarga do vaso sanitrio, ou puxando de uma cisterna, poo, etc. aconselhvel instalar a vlvula V1 no fundo desse reservatrio. Assim, a tubulao que vem do fundo do reservatrio at o corpo da bomba, vai ficar sempre cheio de gua, facilitando o arranque da coluna de gua dentro desse tubo. Outra vantagem de instalar essa vlvula no fundo do reservatrio, a de diminuir o barulho gerado pelo mecanismo dessa vlvula quando em funcionamento.