Construir uma roda de água para produzir energia

Roda para elevação de água instalada num ribeiro,
construída em metal.

As rodas de água ou noras de corrente são sistemas antigos, utilizados para elevar a água de rios ou canais de rega. Estas noras não necessitam de qualquer esforço humano ou animal para se movimentarem, pois são impulsionadas pela força da corrente que é aplicada às pás que têm entre cada alcatruz (recipiente metálico ou cerâmico que transporta a água). Desde que exista água com corrente suficiente para a mover pode trabalhar vinte e quatro horas por dia. Normalmente, a água que elevam segue através de tubos ou caleiras para grandes tanques situados numa cota superior aos terrenos destinados a irrigação sendo depois a água distribuída pelas culturas, por gravidade.

Mas estes sistemas, tal como os engenhos que existiam aos milhares aplicados em poços de propriedade rurais, movidos por animais de trabalho, entraram em desuso e foram sendo substituídos pelas bombas eletricas ou movidas por motores de explosão (os vulgarmente chamados motores de rega) e hoje já são poucas as rodas de água que se vêm em funcionamento.

Dessas rodas, graças ao seu aspeto visual muito atrativo, são hoje construídas réplicas que são instaladas em locais de muita visibilidade, como em rotundas à entrada de povoações, para servirem de adorno, o que tem a vantagem de agradar aos visitantes e também, mostrar como se fazia a elevação de água noutros tempos.

Roda de água decorativa, instalada numa rotunda. Esta
roda é de madeira e os púcaros para transporte da água
são cerâmicos, feitos de barro preto.

A verdade é que agora parece estar a existir uma nova apetência por esses sistemas, não só com o objetivo de embelezamento, mas novamente para irrigação ou para fins de aproveitamento energético, tal como acontece como os moinhos de vento “tipo americano”, que também estão de novo a ser utilizados, procurando-se recuperar essas máquinas e instalando-se outras novinhas em folha, ver… post: 

Encontrei um tutorial, num livro, ensinando a construir uma roda de água para produzir energia, que pode servir para a iluminação e o uso de eletrodomésticos, em pequenas propriedades. O artigo fala na utilização de um dínamo de camião para armazenar a energia. A partir de uma velocidade de 14 rotações por minuto na roda de água (rpm) que seria transformada em 373 rpm no dínamo, poderia uma bateria ser carregada em menos de um dia, dando para a iluminação e utilização de alguns eletrodomésticos.

Eu, pessoalmente, depois da minha experiência com o gerador eólico que construí utilizando um alternador de automóvel, fiquei um pouco céptico, quanto a este tipo de geradores, mas é possível que um dínamo antigo, de camião, possa ser carregado a baixa rotação e a roda de água tem também a vantagem de poder funcionar constantemente durante as 24 do dia, o que não acontece com um gerador eólico que, devido à inconstância do vento terá sempre um funcionamento mais intermitente, com a agravante desse elemento da natureza nem sempre soprar com a força necessária para mover o gerador. No entanto, para a roda de água trabalhar são necessárias condições específicas (ter água corrente, um rio ou um ribeiro, etc.) o que irá tornar a sua utilização bastante restrita. Porém, em comparação com outras fontes de energia natural, como o vento ou o sol, tem, em princípio, a vantagem do trabalho ininterrupto.

Construir uma roda de água para carregar baterias:

Se o leitor dispõe de água corrente em sua propriedade não deixe de construir e instalar uma roda de água. Esse aparelho pode executar serviços contínuos, bem como armazenar energia para sua comodidade. Caso a água não seja corrente, construa uma canaleta, na vazante, com desnível de um metro. Instale firmemente no solo dois troncos de eucalipto, enterrados até dois metros de profundidade. Calcule uma altura aproximada de 1,70m a partir de um ponto dentro da água do córrego, ou seja, a partir do ponto onde as pás tocarão a água. Entre os troncos meça uma distância de 2,70 a partir de um ponto no centro. Entre os dois e sobre as canaletas ou o córrego é que será encaixado o eixo da roda de água. Pode também, no caso da construção da canaleta, instalar uma portinhola, para que, quando a roda não estiver em uso, seja desativado o sistema desviando-se a água. Utilize sempre madeira resistente, como a peroba, (árvore brasileira) em qualquer parte da construção. Isso, bem como uma boa pintura, aumenta a durabilidade da sua roda de água.

Mantenha uma uniformidade nas dimensões das peças, para não criar desequilíbrio no conjunto, principalmente nas pás; qualquer desequilíbrio de peso influi no funcionamento.

Corte 32 retângulos de madeira, de 2cm de espessura com 40cm de comprimento, por 23cm de largura. Corte também 32 sarrafos com 3cm de espessura, num comprimento de 175cm por uma largura de 5cm. Esses sarrafos e retângulos serão as pás da roda de água. Fixe os retângulos nos sarrafos através de parafusos zincados de 6cm por 0,5cm de espessura.

Prenda essas pás em duas chapas de ferro com 3mm de espessura, utilizando parafusos zincados de 8 cm por 0,5 cm de espessura. Faça os furos para os parafusos na chapa de forma circular. Pode calcular os espaços montando as pás sobre as chapas e marcando o local dos furos. Não se esqueça de deixar o espaço para o eixo frontal, no meio das chapas. Acompanhe as ilustrações; para a montagem tanto de 24 pás como de 32, o esquema é o mesmo.

Fixe um eixo central às chapas com solda. Esse eixo é de ferro maciço e tem 1,5 polegada, com comprimento de 3m. Para fixá-lo à roda, já com as pás presas, calcule uma distância de um metro num lado, e de 1,70 no outro, a partir do ponto de fixação. Nesse lado maior do eixo irão presas as barras de ferro e a polia.

Ajuste a cada três pás um reforço, também aparafusado, de sarrafos, que podem ser os mesmos das pás. Esses reforços também fixarão, através de parafusos, ferros colocados no lado maior do eixo (mãos francesas), que estarão soldados no eixo. Fixe agora a polia, depois da solda e antes do limite do tronco.

Apoie o eixo nos troncos de eucalipto através de rolamentos, acoplados a mancais que deverão ser engraxados para que não haja fadiga precoce. Fixe dois parafusos, um de cada lado dos rolamentos, para não haver deslizamento do eixo na horizontal.

A velocidade da roda de água será a mesma do fluxo que a fará girar. Para a produção e armazenamento de eletricidade pode ser usado um dínamo de camião, que ligado ao conjunto das polias poderá carregar uma bateria de 12 volts. Isso pode ser calculado a partir de uma velocidade de 14 rotações por minuto (rpm) na roda de água, que será transformada em 373 rpm no dínamo (0,5HP – 110 volts). Desse modo a bateria seria carregada em menos de um dia, e a sua energia acumulada seria suficiente para a iluminação da casa e consumo dos eletrodomésticos. Utilize polias e correias trapezoidais mais baratas e fáceis de encontrar. Irá necessitar dos cálculos de rpm da sua roda de água para instalar o seu processo de obtenção de energia elétrica.

Referência bibliográfica: VIDA - Um guia de auto-suficiência - Vol. 2

Atualização em 03/09/2019
Construí recentemente uma roda de água muito leve e fácil de fazer e que também pode ser utilizada na produção de energia: