Una bomba de burbujas es un dispositivo que se utiliza para elevar un fluido de un lugar a otro, un lugar más alto sin energía mecánica. En cambio, utiliza energía térmica para impulsar este cambio de posición aumentando la flotabilidad del fluido que se mueve. A veces se le conoce como bomba de aire o bomba de vapor.
En su forma más básica, una bomba de burbujas consta de un tubo con su entrada en un depósito inferior y su salida en un depósito superior. Su propósito es elevar un fluido desde el depósito inferior al superior. El líquido en el depósito inferior se calienta típicamente, lo que hace que parte del líquido cambie de fase a forma de vapor. Este vapor es más flotante que la forma líquida del fluido y se eleva a través del tubo, llevando algo de líquido hacia arriba. Generalmente, una válvula unidireccional u otro mecanismo evita que el fluido fluya hacia abajo por el tubo mientras se enfría.
Un ejemplo simple del uso de una bomba de burbujas es una cafetera de goteo común. En muchas cafeteras comunes, el agua se vierte en un depósito en la parte posterior y los posos de café se colocan en un filtro en la parte superior de la máquina. Para preparar café, el agua debe calentarse y luego filtrarse a través de los posos de café que se encuentran encima. Para que esto suceda, el agua debe elevarse de alguna manera por encima del suelo para que pueda gotear a través de él. Para realizar esta tarea se utiliza una bomba de burbujas con su entrada en el fondo del depósito de agua y su salida por encima del suelo.
Si bien muchas bombas utilizan medios mecánicos para mover un fluido, la bomba de burbujas es impulsada solo por energía térmica. Como resultado, su construcción es muy simple con pocos componentes móviles. Esto proporciona ventajas en términos de confiabilidad y costo en muchas aplicaciones. Sin embargo, estas bombas no suelen ser adecuadas para su uso en aplicaciones de alta presión.
La fuerza de gravedad que tira hacia abajo actúa para contrarrestar la flotabilidad hacia arriba del fluido que se bombea. La fricción entre el fluido que se bombea y la pared interior del tubo también resiste su movimiento hacia arriba. El diseño eficaz de una bomba de burbujas debe tener en cuenta variables como la fricción entre el fluido y el tubo, la longitud y el diámetro del tubo, etc. Es necesario un diseño adecuado para garantizar que las fuerzas que actúan contra el movimiento ascendente del fluido no lo superen antes de que el fluido llegue al depósito superior.
Las bombas de burbujas se utilizan en una variedad de aplicaciones, desde las más simples hasta las más técnicas. Las instalaciones de acuicultura y los criaderos suelen utilizar bombas de burbujas en sus operaciones, por ejemplo. Algunos calentadores de agua solares aprovechan el fluido calentado que contienen mediante el uso de una bomba de burbujas para hacer circular a través del sistema. Una bomba de burbujas también es una parte clave de un ciclo de refrigeración conocido como ciclo de Einstein.