Passo a passo da construção de uma turbina eólica forte e bonita



Algum do material utilizado na construção desta turbina. É tudo material reciclado à excepção dos tubos metálicos e dos parafusos: 

Tubo interno da rotação vertical

Tubo externo da rotação vertical

Tubo que ficou a envolver o tubo externo

Recipiente metálico que ficou a envolver os componentes do cubo central

Eixo do cubo central

Tubos metálicos que vão acoplar as pás da turbina

Ferros que vão suportar o orientador de vento

Aro de bicicleta adaptado a polia para a correia de transmissão

Bloco de rolamentos extraído do tambor de uma máquina de lavar royupa

Tubos de pvc para fazer as pás
Braçadeiras e parafusos que irão segurar as pás aos braços ou tubos metálicos da  turbina 

A resistência desta turbina eólica começa logo pela base. Comecei por construir uma torre em concreto armado em cima de uma casa de pedra. No cimo dessa torre chumbei um tubo de aço ao qual apliquei um rolamento no topo que vai servir para auxiliar a rotação vertical da turbina. Esse tubo, com cerca de 45 mm de diâmetro, foi revestido interiormente com concreto de cimento para aumentar a sua resistência.

De seguida extraí o bloco de rolamentos que estava embutido na parte externa de um tambor de máquina de lavar roupa. Encontrei isso numa sucata, mas os rolamentos estavam bons. Pela aparência da parte metálica que funcionava em contato com a água, deduzi que esta máquina foi destruída prematuramente devido ao calcário da água, mas, claro, os rolamentos não sofreram nada com isso, uma vez que estavam isolados da água.

Embuti o bloco de rolamentos dentro de um pedaço de tubo de pvc, utilizando massa de cimento e areia. A finalidade deste trabalho é evitar que vá entrar água da chuva para dentro dos rolamentos e também para um melhor design da máquina que construí.

Deixei o cimento endurecer e depois trabalhei esta peça de modo a que fosse encaixar no tubo de aço vertical e também no tubo de pvc que iria revestir exteriormente o tubo de aço. A braçadeira branca é uma peça de metal que moldei de forma a que as pontas fiquem embutidas dentro do tubo de aço vertical onde ficarão chumbadas em cimento. A braçadeira branca foi aparafusada ao bloco, de forma a que os parafusos penetrem no bloco de rolamentos atá à parte metálica que os envolve, ficando dessa forma todo o conjunto bem ligado, sendo quase impossível que alguma coisa se solte, pois para além da braçadeira apliquei na peça outros parafusos que irão servir de garras ao concreto de cimento que foi ser colocado dentro dos tubos verticais.

Coloquei a ponta dos tubos metálicos dentro do recipiente, recipiente esse que irá receber também o eixo retirado da máquina de lavar. Estes tubos têm 30 mm de diâmetro e são de aço inox para não enferrujar, mas o mais importante é usar tubos fortes pois estes tubos é que irão suportar as pás da turbina.

Preparei a massa de cimento branco e areia para fazer a ligação dos elementos do cubo central e também dos tubos verticais, utilizando uma mistura de duas partes de areia para uma de cimento, para ficar um concreto forte.

Coloquei a massa dentro do recipiente. Esta operação é muito delicada pois é preciso fazer com que a massa penetre dentro dos tubos cerca de 10 cm. Para que a massa não se estendesse pelo tubo fora tinha colocado anteriormente um tampão no interior dos tubos, a 10 cm da ponta. A massa foi socada com um pau de forma a que penetrasse e ficasse compactada dentro dos tubos. Para uma melhor segurança tinha feito um furo nos tubos na parte que fica dentro do recipiente, onde tinha colocado uns pedaços de ferro com as pontas para fora de modo a ficarem cravados na massa e impedirem qualquer deslocação dos tubos.

Depois chegou a altura de colocar o eixo dentro do recipiente de forma a que ficasse perfeitamente ligado a todo o conjunto do bloco central. Esta operação requer todo o cuidado para que o cubo central fique bem compactado. Se o trabalho for bem feito não há qualquer hipótese de a máquina vir a dar problemas nessa parte. Já fiz outras turbinas eólicas usando este sistema e nunca o cubo central, mostrou qualquer fragilidade.

A seguir à colocação da massa foi necessário e fundamental fazer o acerto do eixo que deverá ficar aprumado e em esquadria com o corpo do cubo. Os tubos também têm de ficar bem certos e a distância entre eles deve ser exatamente igual para que a turbina fique bem equilibrada.

Na altura de concretar o conjunto vertical utilizei uma medida para colocar a massa dentro do tubo interno pois não queria que essa massa passasse para além dos 10 cm no cimo do tubo, digo cimo porque o conjunto foi invertido para poder fazer a operação da concretagem.

O espaço que fica entre o tubo metálico e o tubo de pvc foi todo preenchido com cimento. Poderia eventualmente ter optado por colocar apenas cimento numa parte, no cimo e no fundo, mas decidi encher o espaço na totalidade, para maior segurança, apesar do inconveniente do conjunto ficar um pouco mais pesado.

Os ferros que iriam servir de suporte ao orientador da turbina foram compostos de modo a ficarem bem chumbados no interior do tubo. Já tinham os furos devidos para a colocação dos parafusos sendo esta uma peça que vai permitir que o orientador seja colocado em duas posições diferentes para orientar a turbina de frente para o vento ou lateralmente.

Iniciei a construção das pás com os tubos de pvc que encontrei numa lixeira. As paredes dos tubos têm 5 mm, tendo feito a marcação e depois o corte com uma rebarbadora. O desenho das pás segue a linha das pás dos grandes aerogeradores sendo, portanto, uma linha aerodinâmica. Os tubos de pvc permitem uma aproximação a esse desenho, com as limitações inerentes a uma construção caseira como foi esta. Procurei deixar as pás o mais perfeitas possível, pois quero que a máquina fique com um visual atraente para além, claro, do máximo rendimento que possam dar. Fiz as pás com 1,50m de comprimento e 15 cm de largura média.

No final pesei as pás para que ficassem todas com o mesmo peso. Têm 1,477 kg cada uma. Também pesei o cubo central que tem 5 kg o que dá um total de cerca de 10 kg para esta turbina.

Prepararei o aro de uma bicicleta para o fixar aos braços da turbina. Apliquei ao aro, com cola e parafusos, três peças metálicas com um furo onde irá entrar um parafuso vindo das braçadeiras que vão ser colocadas nos braços da turbina.

Abri uns pequenos rasgos no tubo vertical para aí chumbar as peças que vão servir de suporte ao gerador que irá ser utilizado na turbina eólica.

Fiz a aplicação do aro de bicicleta aos braços da turbina. Optei por usar braçadeiras para não estar a fazer furos nos tubos. Estas braçadeiras têm uma porca soldada que permite aplicar parafusos. De seguida chumbei as peças que vão servir para a aplicação do gerador. Em princípio iria utilizar provisoriamente um motor de ventilador de jeep, mas procurei deixar estas peças de forma a poder utilizar um outro tipo de motor no futuro. De notar que aplicação do motor permite que este, com o seu peso, mantenha a correia esticada sem forçar demasiado, o que tem a vantagem de poder disfarçar pequenos defeitos na rotação da polia.

Abri furos nas pás para aí colocar os parafusos e braçadeiras que vão segurar as pás aos braços da turbina. Com os braços redondos e utilizando estas braçadeiras é possível obter uma aplicação segura, com a vantagem de regular o posicionamento das pás. Existe ainda a possibilidade de, em caso de necessidade, poder retirar facilmente as pás. Isto pode ser vantajoso no caso de previsão de ventos anormalmente fortes, mas como o orientador desta turbina pode ser colocado em posição lateral, é pouco provável a utilização dessa possibilidade, a não ser no caso em que esteja prevista a aproximação de uma grande tempestade.

Fiz o orientador, primeiro recortando chapa metálica da máquina de lavar e depois fazendo a sua pintura.

Como estava com a “mão na massa” aproveitei para pintar também o tubo vertical da turbina e depois as pás.

Chegou finalmente a altura de colocar a turbina na torre. Comecei por untar o tubo metálico da torre com massa lubrificante para facilitar o giro lateral da turbina. Depois coloquei as pás tendo regulado a sua posição e apertado os parafusos das braçadeiras.

Fiz a ligação dos fios ao motor que irá levar a energia produzida até a uma bateria colocada dentro da casa de pedra.

Colocação do orientador. Este orientador foi concebido de modo a poder fazer a sua colocação em duas posições. Ele tem a dimensão suficiente para fazer girar a turbina lateralmente em torno do eixo vertical com ventos fracos e foi feito seguindo a linha de resistência e o design de todo o conjunto. Esta peça é fixada com um parafuso que permite a sua deslocação lateral e com outro parafuso que pode se mudado de acordo com o posicionamento em que se quer colocar o orientador.

Coloquei uma peça em forma de funil na frente do cubo central. Esta peça para além de fazer o desvio de algum vento para as pás tem também a função de realçar a beleza desta máquina.

Este texto é um pouco longo e agradeço a quem teve a paciência de chegar até aqui. Não vou para já falar na energia que esta turbina possa produzir ou não, até porque acabei de concluir o trabalho e ainda não houve vento suficiente para fazer medições. De resto isso não é importante porque a energia produzida vai sempre depender do vento e do tipo de gerador que se vai usar. De uma coisa tenho a certeza: Se utilizar um bom gerador e tiver vento esta máquina vai de certeza produzir muita energia.

Atualização em 17/04/2019:


Entretanto fiz algumas alterações nesta turbina.. Tirei a polia grande e agora a transmissão é feita com a correia a trabalhar no corpo do cubo central que tem um friso ou concavidade que permite que a correia se adapte na perfeição a esta nova "polia". Embora passe a existir uma menor multiplicação de rotações essa diminuição é compensada com uma maior leveza na turbina que assim gira a maior velocidade e com menos vento.

Fiz também experiências com outros geradores, entre os quais um que construí a partir do motor de uma máquina de lavar roupa. Esse motor gera energia a muito baixas rotações, mas a amperagem é fraca pelo que só dá para iluminação com ledes. Não quero gastar dinheiro com a compra de um gerador, mas estou plenamente convencido que com um gerador indicado para esta turbina será possível obter muitos bons resultados. Link para o vídeo: 

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Comentários

  1. muito bom ! mas o problema é o vento , em meu estado de Goiás ( Brasil) o vento é muito variável . Estou investindo mais em placas solares , fotovoltaicas . O problema é o preço , custam muito caro , enquanto com os cataventos da para montar com peças que temos em casa !

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