BOMBA DE CORDA EÓLICA

Cata vento para bombagem de água. Este sistema é
composto também por uma bomba de corda a pedal.

O meu último projeto caseiro “Bomba de corda eólica” foi das engenhocas mais complicadas que fiz até agora. As dificuldades não foram só motivadas pela complexidade do trabalho, mas também porque não acertei logo de início na melhor forma de o fazer. Construí primeiro uma turbina de eixo vertical, para evitar a complicação de transformar a rotação vertical móvel em rotação horizontal fixa, de um cata vento de eixo horizontal, pois as turbinas que rodam num eixo horizontal têm forçosamente que ter uma segunda parte móvel, de forma a poderem girar em torno de um eixo vertical, procurando a direção do vento para que as pás da turbina estejam sempre de frente para este. Esta tarefa parecia-me tecnicamente bastante difícil, tendo por isso partido para a construção da turbina de eixo vertical.

O certo é que a turbina de eixo vertical funcionou e elevou a água através da bomba de corda, mas para que tivesse força suficiente tive que lhe acoplar umas pás de grande dimensão e, mesmo assim, necessitava de ventos fortes para produzir trabalho que se visse. Não estava satisfeito, tendo chegado à conclusão que a turbina vertical não tinha velocidade de giro suficiente para que a bomba de corda elevasse água em condições de vento normais. Verifiquei também que o projeto, tal como o tinha idealizado inicialmente: uma única bomba de corda que poderia alternar entre a movimentação através de uma bicicleta ou do vento, se tornava pouco prático, uma vez que para isso teria de montar uma roldana na torre que funcionasse independente da roldana da turbina eólica. Para isso a corda da bomba a pedal tinha que circular em volta da torre eólica, o que era desnecessário se funcionasse só movida através da bicicleta a pedal.

Engrenagem para fazer girar a corda da bomba.
As roldanas servem para desviar a corda para baixo,
impedindo que sejam tocadas pela turbina.

Por esse motivo resolvi construir uma segunda bomba de corda para ficar ligada apenas à turbina eólica e com um tubo de elevação mais estreito, para que o peso da água não fosse tanto e a bomba pudesse funcionar com ventos mais fracos. Mesmo assim, não fiquei satisfeito com o resultado e, depois de tanto trabalho, não me quis dar por vencido, embora a tentação de desistir do projeto eólico fosse grande.

Afinal, todo o trabalho que tive com a construção da turbina vertical, não deu o resultado esperado. Foi uma opção errada, até porque tive a solução sempre ali à mão, só que eu não a tinha conseguido ver ainda; essa solução estava no cata vento que já estava instalado na torre… Já tinha antes pensado na hipótese de transformar esse cata vento em motor de uma bomba eólica, mas essa tarefa sempre me parecera impossível, até porque a torre estava afastada cerca de três metros do poço e aquele cata vento era apenas para decorar o ambiente.

O orientador colocado em posição lateral para impedir que
a turbina seja atingida de frente, pelo vento.

Depois de muito matutar consegui desenhar um plano para transmitir a rotação vertical e móvel da turbina para uma roda horizontal fixa e assim fazer girar a corda da bomba e elevar água. Recorri a dois aros de roda de bicicleta, um para acoplar à turbina e o outro para a roda onde funciona a roldana que faz girar a corda. Nestes aros coloquei, nos furos dos raios, parafusos de 6 mm de diâmetro que foram depois revestidos com bocados de tubo de borracha, para diminuir o atrito. A roda aplicada na turbina faz rodar a roda horizontal e gira livremente ao seu redor, podendo o cata vento procurar a direção do vento sem complicações na engrenagem. A velocidade desta turbina supera em muito as rotações da turbina de eixo vertical e até com ventos fracos é possível elevar alguma água.

O orientador é colocado em posição lateral quando não é necessário que a bomba esteja em funcionamento, como por exemplo no inverno ou quando haja previsão de ventos muito fortes que possam danificar o cata vento.

A importância da corda e das válvulas de borracha

A corda e as borrachas são de importância fundamental no funcionamento da bomba. Partindo do princípio que as borrachas devem vedar o melhor possível a água para que esta não se perca pelo tubo abaixo, é necessário ter em conta que o atrito também deve ser o menor possível, ou mesmo inexistente. Por isso, é impossível que os pequenos círculos de borracha vedem a água completamente, sendo necessário um equilíbrio entre esses dois fatores. Tive que fazer várias experiências até encontrar a solução mais eficaz, pois até os nós que se dão na corda podem, através de alguma fricção com as paredes internas do tubo, causar prisão na corda. Este problema não se coloca tanto nas bombas de funcionamento à manivela ou a pedal, porque pode ser imprimida uma maior velocidade à corda e mesmo que as borrachas deixem passar alguma água, é possível um bom rendimento.

A corda estendida para colagem das peças.

Encontrei a solução mais eficaz fazendo as pequenas válvulas ou pistons de uma peça de borracha com cerca de 5 mm de espessura. Recortei os pequenos círculos, com o diâmetro um nadinha superior ao diâmetro interno do tubo e depois, com a ajuda de uma lixa, fui desgastando as peças de forma a que ficassem um pouco chanfradas e com a parte maior, isto é a parte que fica para baixo no interior do tubo, perfeitamente ajustada ao diâmetro do tubo, de modo a que, sem grande atrito, consigam vedar a água. Isto é de suprema importância, porque a bomba a funcionar com vento fraco consegue assim trazer alguma água para cima e, mesmo que pare por alguns segundos ou pouco minutos, a água consegue manter-se no tubo e assim, quando recomeçar a girar, o líquido volta a sair pelo tubo de descarga, sem grandes interrupções.

Esta é também uma das peças mais importantes do sistema.
É a roldana que fica submersa no fundo do poço e tem que
ser feita com materiais que não se corrompam na água.
Foi construída com tubos de plástico e duas peças de
cerâmica.

Depois de ter os pequenos círculos de borracha prontos, bastaria enfiá-los na corda e dar dois nós, um de cada lado, na corda. Só que esses nós podem ter a tendência para entortar a corda, inclinar a pequena peça ou mesmo roçar contra as paredes do tubo e causar atrito, prendendo a corda. Para obstar a que isso acontecesse dispensei os nós, tendo colocado, antes e após as válvulas, pequenos pedaços de tubo de plástico que foram colados à corda e que mantêm os círculos de borracha bem centrados e alinhados. Esta solução para já está ser eficaz, mas se a cola não for suficiente para manter as peças sem que deslizem no tubo, poderei ainda dar nós na corda, mas quero tentar que isso não aconteça. É necessário ter também em atenção que os furos das válvulas devem ser um pouco inferiores ao diâmetro da corda de modo a que não haja perdas de água por esses orifícios.

Um outro aspeto a ter em conta para que tudo funcione bem é manter a tensão da corda sempre no valor correto (nem muito apertada, nem muito lassa). Para que isso aconteça sem ter que estar a desatar e atar de novo a corda, coloquei em prática um sistema que julgo não ser muito usual neste tipo de bombas. Trata-se de uma peça de madeira que se move em torno de um eixo acoplado ao mastro e que tem uma roldana numa extremidade e um pedaço de corda na outra, através da qual é possível tensionar a corda com grande facilidade.

Para melhor compreensão da forma como funcionam estes importantes acessórios da bomba (válvulas e tensionamento da corda), preparei um pequeno vídeo.

O meu cata vento é de pequenas dimensões, mas mesmo assim funciona e eleva água a cerca de cinco metros de altura. É por isso perfeitamente viável a construção caseira de um engenho destes, desde que se exista equilíbrio entre as dimensões da turbina e o rendimento que dela se espera, tendo sempre em atenção as condições de segurança que são absolutamente necessárias, porque o vento tão depressa sopra de mansinho e sem força suficiente para rodar os nossos cata ventos como leva tudo à frente, em rajadas furiosas. Por isso, quanto maior for o cata vento, maior terá que ser a sua resistência e a qualidade da construção.

Vídeo com o catavento a funcionar com vento fraco/moderado.

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