¿Qué es una Microbomba?
Las microbombas son pequeñas bombas de alta precisión utilizadas en instrumentos analíticos, medicina, biotecnología y nanotecnología para el control y manipulación de líquidos a escala microscópica. Estas microbombas se pueden clasificar en dos categorías: mecánicas, que requieren un mecanismo de accionamiento mecánico, y no mecánicas, que son accionadas por una fuerza física externa.
Usos de las Microbombas
Las aplicaciones de las microbombas son amplias y se encuentran en instrumentos de precisión, dispositivos médicos, biotecnología y nanotecnología. Además, desempeñan un papel crucial en la miniaturización de equipos.
En el ámbito médico, las microbombas se utilizan, por ejemplo, en la infusión de insulina y en riñones artificiales integrados en corazones artificiales. Estas microbombas también tienen la capacidad de combinar características en diferentes campos, como el control de productos químicos en experimentos con sustancias poco comunes.
Si bien las microbombas mecánicas accionadas por tensión son las más comunes, existen también microbombas de accionamiento no mecánico que se utilizan según la aplicación específica.
Principio de las Microbombas
Las microbombas se componen principalmente de un cabezal de bomba y un excitador. El cabezal de la bomba es el componente utilizado para transportar el fluido y suele estar hecho de silicona. El excitador es el componente que mueve la cabeza de la bomba y suele controlarse mediante señales eléctricas. También se necesitan otros componentes electrónicos, como circuitos de control y fuentes de alimentación.
También existen bombas accionadas por presión que utilizan diferencias de presión, hasta microbombas no mecánicas accionadas por luz, microbombas accionadas por nanomotores y microbombas que utilizan la acción capilar.
1. Bombas Accionadas por Presión
Las bombas accionadas por presión son un tipo de bomba que utiliza las diferencias de presión entre el interior y el exterior de la bomba para mover el líquido. Al aumentar la presión dentro de la bomba para empujar el líquido hacia fuera, la baja presión externa crea la fuerza para succionar el líquido hacia fuera.
Las bombas accionadas por presión se caracterizan por su gran precisión y fiabilidad, y existen muchos tipos diferentes para distintas aplicaciones. Algunos ejemplos son las bombas diseñadas para manejar altas presiones y las microbombas adecuadas para mover líquidos diminutos, mientras que su construcción relativamente sencilla implica bajos costos de producción y su idoneidad para una amplia gama de aplicaciones.
2. Microbombas Accionadas por Luz
Las bombas accionadas por luz son un tipo de bomba que utiliza la energía luminosa para mover líquidos. Utilizan la presión luminosa generada en la superficie del líquido al irradiarlo con luz para moverlo. Se utilizan principalmente en el sector de la biotecnología y pueden bombear líquidos a través de canales diminutos.
Sin embargo, como las bombas accionadas por luz requieren una fuente luminosa, son susceptibles a las influencias externas y su rendimiento puede variar en función de la intensidad de la luz y de la dirección de la fuente luminosa.
3. Microbombas Nanomotoras
Las microbombas nanomotoras son bombas con un mecanismo que utiliza nanomotores, capaces de convertir la energía intracelular en movimiento mecánico, para transportar líquidos. Se accionan mediante fuentes de energía como campos magnéticos o eléctricos y pueden funcionar en espacios muy reducidos.
4. Microbombas Capilares
Las microbombas de acción capilar son bombas que utilizan la acción capilar para transportar líquidos en canales diminutos. Se instala un tubo delgado en el microcanal y se llena de líquido.
El principio es que al doblar el tubo delgado, el líquido se mueve en dirección ascendente debido a la tensión superficial entre la pared interior del tubo y el líquido. Esto permite trasvasar líquido en un microcanal.
Características de las Microbombas
La principal característica distintiva de las microbombas es su compacidad, lo que les permite mover fluidos en canales extremadamente pequeños. Esta capacidad de miniaturización las hace ideales para una amplia gama de aplicaciones a microescala, como la investigación microfluídica y el desarrollo de biochips microscópicos.
Además, las microbombas se caracterizan por su bajo costo de fabricación. Esto se debe a la reducción en el número de componentes necesarios para su construcción y a la relativa facilidad de fabricación. Esto permite su producción a gran escala, y por eso su uso está ampliamente extendido en campos como la medicina y la biología.