Una bomba de succión de pistón o émbolo es una bomba de desplazamiento positivo que desplaza una cantidad fija de agua por ciclo.
Todas las piezas integrantes suelen estar en la superficie.
Este tipo de bomba puede ser bastante común en algunas zonas, y puede restaurarse en situaciones de emergencia para volver a utilizarlas, aunque no suele ser adecuada en emergencias críticas en las que hay que construir infraestructuras. En cambio, es más adecuado para el suministro de agua a largo plazo en zonas rurales (o con fines de irrigación). Las bombas de pistón para pozo profundo sin succión se describen en A.4 .

Las bombas de succión de pistón o émbolo pueden accionarse manualmente (con la mano o el pie) o mecánicamente. Funcionan mediante una junta deslizante dentro de un cilindro, el cual se mueve hacia arriba y hacia abajo (oscilación) para forzar el paso del agua a través de una de las dos válvulas antirretorno, normalmente situadas dentro del propio cabezal de la bomba. Esta acción crea un vacío en la tubería de succión que empuja el agua hacia arriba por la presión atmosférica.

Consideraciones de diseño

La altura máxima a la que puede subir el agua en la tubería de succión está limitada y determinada por la presión atmosférica. Teóricamente, se trata del punto en el que la presión atmosférica que empuja el agua hacia arriba por la tubería es igual al peso de la columna de agua en la tubería (es decir, 10,34 m). Sin embargo, en la realidad, las condiciones imperfectas de succión y las pérdidas por fricción en la tubería significan que, a nivel del mar, es más probable que este nivel máximo sea de alrededor de 7 metros. A mayor altitud, será aún menor (por ejemplo, alrededor de 4,5 metros a una altitud de 2.400 metros), ya que hay menos presión atmosférica que pueda empujar el agua. Una ventaja de este tipo de bomba es que permite un mayor caudal (entre 3.000 y 4.500 l x hora a partir de 5 metros de profundidad) en comparación con los tipos sin succión (2.500 a 3.000 l por hora a la misma profundidad), lo que la hace muy adecuada para la irrigación a pequeña escala que requiere mayores volúmenes de agua.

Hay distintas variedades de la bomba disponibles tanto para la irrigación o como el suministro de agua potable. Las bombas que se usan para la irrigación generalmente satisfacen una demanda mayor y, en consecuencia, se diseñan para que se pongan en funcionamiento con partes del cuerpo más fuertes (como las piernas o la espalda). Por ejemplo, las bombas de remo pueden ponerse en funcionamiento sentado o de pie mediante una acción de remo realizada con los brazos y la espalda, mientras que las bombas de pedal se accionan con las piernas para activar los pistones situados debajo de cada pie. Las bombas de succión generalmente necesitan cebarse para crear un vacío, lo que implica verter un poco de agua dentro del cilindro para crear un sello hermético entre los sellos del pistón y el cilindro. Además, es fundamental que el tubo de admisión sea hermético para facilitar el cebado eficaz de la bomba y su operación. Disponer de una válvula de pie antirretorno en el otro extremo del tubo de succión ayuda a detener el agua dentro la tubería una vez que ha entrado. En este caso, aunque, con el tiempo, pueda volver a filtrarse hacia el pozo, se requiere menos esfuerzo para sacar agua entre los intervalos de bombeo.

Materiales

Los materiales necesarios incluyen el mecanismo de la bomba, un tubo de succión hacia la fuente de agua, potencialmente una válvula antirretorno al final del tubo y, en algunas bombas, un tubo de descarga para llevar el agua a una elevación superior a la de la bomba. En muchos casos, este tipo de bomba se produce a nivel local. Su disponibilidad dependerá del contexto del país.

Aplicabilidad

Las bombas de succión de émbolo o pistón manuales son más viables en situaciones de emergencia cuando se utilizan a nivel doméstico. Si ya existen en comunidades que necesitan responder a una emergencia, pueden revisarse para que sean plenamente operativas en lugar de que sean de reciente instalación. En función del diseño, se pueden usar para el suministro de agua potable (por ejemplo, la bomba de succión de hierro fundido) o para la irrigación a pequeña escala (por ejemplo, la bomba de pedal o de remo). Como estas bombas funcionan mediante elevación por succión, solo son adecuadas para acuíferos superficiales. Sin embargo, en este contexto pueden ser útiles en situaciones en las que se necesita una bomba separada (por ejemplo, para extraer agua de un pozo en el lecho de un río con la bomba separada a la orilla del río), o cuando se necesitan mayores volúmenes de agua (por ejemplo, para la irrigación de pequeños jardines).

Operación y mantenimiento

El requisito de mantenimiento para las bombas de succión de émbolo o pistón es menos oneroso que para la mayoría de las demás bombas manuales, ya que hay menos piezas que trabajan y todas se encuentran por encima del suelo, lo que significa que es más fácil realizar el mantenimiento. Las partes que necesitan reemplazo son los sellos del pistón y las válvulas.
Estas bombas pueden usar plástico o metal tanto para el cilindro como para el tubo de succión. Por experiencia, se sabe que si se usan componentes de metal junto con agua subterránea con un pH menor a 6,5, es más probable que, debido a la corrosión, se necesite un reemplazo frecuente de las piezas afectadas, principalmente las varillas de la bomba y los tubos. Las bombas utilizadas para la irrigación tienden a tener una estructura de propiedad diferente y a menudo son propiedad de individuos o grupos para uso productivo (es decir, riego de cultivos), y debido a este interés creado pueden recibir un mejor mantenimiento en comparación con las bombas que no se emplean para uso productivo (es decir, agua potable) que pueden haber sido donadas en lugar de compradas.

Salud y seguridad

El principal problema de salud y seguridad es que la calidad microbiológica del agua puede estar comprometida si se usa agua contaminada para cebar la bomba. Además, estas bombas extraen el agua de acuíferos superficiales, los cuales, por naturaleza, son más proclives a contaminarse, en especial en áreas urbanas o donde hay una fuente cercana de contaminación. La calidad química del agua puede ser un problema en algunas bombas metálicas si el agua subterránea tiene un pH de 6,5 o menos, ya que la solubilidad del hierro de las tuberías es cada vez más probable. Si se utiliza plomo para la válvula antirretorno lastrada como parte de la soldadura o si está integrada a accesorios de latón, puede filtrase en el agua a valores de pH de 7 e inferiores. La contaminación por plomo representa un riesgo directo para la salud, mientras que la lixiviación del hierro de las tuberías es un riesgo más indirecto, ya que puede causar o empeorar el efecto de las bacterias relacionadas con el hierro, afectando al sabor y al color del agua, a tal punto que la gente podría elegir una fuente alternativa no segura.

Costos

Los costos se encuentran generalmente dentro del rango de los USD 100 a USD 200. Los costos subsecuentes son bajos, ya que hay menos piezas móviles. En el caso de algunas bombas, las piezas se pueden fabricar de manera local.

Consideraciones medioambientales y sociales

En general, estas bombas tienen buena aceptación. Como esta bomba funciona principalmente de forma manual, representa una forma ecológica de extraer agua con un riesgo limitado de sobreexplotación de la fuente de agua utilizada para el bombeo.