Gerador de baixa rotação com sistema de escovas e luz nas pás em movimento

Este é o gerador de que já falei em um dos vídeos do meu canal. Foi feito de um motor de máquina de lavar roupa e, na altura, fiz uma cobertura para ele utilizando uma lata. Nos testes que fiz com esse gerador consegui obter uma tensão bastante alta, mas com pouca amperagem. No entanto verifiquei que esse gerador não precisava de rotações muito altas para acender um projetor de ledes que funcionava com seis volts. Para fazer esse teste retirei as quatro pilhas de 1,5 volts que ele tinha e liguei os fios do gerador a esse projetor.

SUPER BOMBA EÓLICA CASEIRA

Depois de fazer um estudo sobre a direção predominante dos ventos de verão na minha região, decidi construir esta bomba, muito simples, mas que considero uma super bomba devido à grande quantidade de água que eleva com pouco vento.

1 – Esqueleto da turbina

Comecei por construir o esqueleto desta turbina da mesma forma que o tenho feito com outras, utilizando argamassa de cimento e areia no cubo para fazer a ligação do eixo e dos braços onde irão ser acopladas as pás. O método é o mesmo, mas esta turbina é um pouco diferente de outras que já fiz, porque, embora o bloco de rolamentos seja também do tambor de uma máquina de lavar roupa, o eixo não é o que estava na máquina de lavar, porque havia aqui a necessidade de um eixo mais comprido porque a este eixo tinha que acoplar a polia, que neste caso é uma roda de bicicleta e esta tinha que ficar afastada da torre cerca de 30 cm para que existisse espaço entre a parede do tanque e a roldana submersa e o sistema pudesse funcionar. O eixo é um pedaço de uma barra de ferro roscado de 20 mm de diâmetro e numa ponta apliquei uma espécie de cruzeta para que ficasse bem preso dentro da massa que coloquei no cubo. Os tubos onde irão ser acopladas as pás são de aço inox e foram cheios com cimento até 5 cm da ponta que vai ficar dentro do cubo.

Cata vento para elevar água com vento fraco

Construí na minha chácara uma pequena torre que tem servido para testar várias turbinas eólicas, não para produzir energia elétrica, mas para elevar água de um poço para um depósito colocado cerca de 3 metros acima do solo para poder efetuar pequenas regas por gravidade.

Desenhei e construí várias turbinas diferentes, algumas de eixo vertical e outras de eixo horizontal e tive muito trabalho não só para construir essas turbinas eólicas, mas também para as testar. É certo que todas elas funcionaram e puxaram água do poço utilizando o sistema de bomba de corda ou bomba rosário, mas apenas quando havia vento muito forte. Eu queria a todo o custo uma turbina que puxasse água do poço com pouco vento, mas acabei por verificar que isso era muito difícil, pelo menos com turbinas daquela dimensão. Estive muitas vezes tentado a desistir, mas eu não gosto de desistir de nada e acabei por construir um sistema que não satisfazendo completamente, dá para tirar água do poço com ventos com fraca intensidade. Esse sistema é de turbina de eixo horizontal e inventei para ele um sistema de engrenagens para transformar a rotação vertical móvel da turbina em rotação horizontal fixa. Como se sabe a turbina roda verticalmente sobre um eixo horizontal, existindo ainda o movimento de translação da turbina em redor de um eixo vertical. Esse movimento de translação serve para que a turbina esteja sempre posicionada de frente para o vento, mas impede que a rotação da turbina possa ser aproveitada para a ela ser ligada a corda da bomba. Para isso seria necessário que a turbina estivesse fixa, não rodando lateralmente, mas isso impediria que a turbina pudesse procurar a direção do vento.

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

Coletor solar com armazenamento de calor

Este novo projeto foi pensado como um coletor solar para auxiliar no aquecimento de água no sistema solar que construí e que está em serviço há quase vinte anos. É certo que esse sistema já por algumas vezes foi alterado e renovado, mas a verdade é que o posso considerar como um dos meus projetos caseiros de sucesso. 

GERADOR EÓLICO MUITO FÁCIL DE FAZER

O gerador eólico que apresento nesta página é facílimo de construir. Recorrendo a uma velha máquina de lavar roupa, uma escora metálica telescópica e um bocado de tubo de pvc, fiz uma máquina bem segura, com um visual espectacular, capaz de enfrentar ventos fortes e até produzir alguma energia...

A verdade é que esta engenho caseiro se destina  apenas a acender uma lâmpada e, eventualmente, carregar uma pequena bateria, mas a sua finalidade principal é decorativa, pois apliquei-lhe refletores que, à noite, quando alguma luz incide sobre as pás em movimento ou até durante o dia com a a própria luz do sol, esses refletores brilham lançando chispas douradas o que faz com que a máquina tenha um visual muito atraente. Se estiver num ponto onde a luz dos automóveis a atinja esta máquina tem um efeito espectacular.

BOMBA EÓLICA CASEIRA - Engrenagens da transmissão

Normalmente os cata-ventos de eixo horizontal têm duas partes móveis: A roda ou turbina gira em torno de um eixo horizontal e tem que também circular lateralmente sobre um eixo vertical de modo a que possa estar sempre de frente para o vento. Assim é possível obter o máximo rendimento da turbina, independentemente da direção do vento. É isto que torna complicado utilizar um cata-vento para bombear água através de uma bomba de corda. Com um cata-vento de eixo vertical esse problema não se coloca, mas a velocidade e força da turbina são muito menores e isso foi a justificação que encontrei para entrar na aventura de construir umas engrenagens para conseguir uma transmissão que permitisse que o cata-vento de eixo horizontal rodasse lateralmente mantendo a roda que faz a transmissão fixa. Tomei essa decisão depois de ter feito algumas experiências com um cata-vento de eixo vertical, que funcionou muito bem durante algum tempo. O grande problema é que eram precisos ventos muito fortes para que a turbina atingisse velocidade suficiente para elevar alguma água.

CONSTRUÇÃO DE UMA TURBINA EÓLICA PARA ELEVAR ÁGUA COM VENTOS FRACOS

Esta turbina é muito diferente das anteriores que já elaborei e é mais uma tentativa de melhorar o meu sistema de rega eólico, no sentido de que funcione com ventos fracos e ao mesmo tempo, tenha um sistema de proteção contra ventos tempestuosos.

Esta turbina tem apenas quatro pás e a ideia é de que gire com rotações mais elevadas e, ao mesmo tempo, com menor esforço, uma vez que o diâmetro da roda de engrenagens foi diminuído em relação às turbinas anteriores. As pás são de poliestireno, sendo fixadas através de abraçadeiras, a tubos de aço. Esses tubos giram no interior de outros tubos fixados ao cubo central. O giro é controlado por uma ranhura feita nos tubos, onde se move um parafuso que impede o desencaixe dos tubos que sustentam as pás. Se o vento soprar com demasiada força as pás deverão ficar em posição de bandeira, não oferecendo resistência ao vento. Apliquei molas no sistema para que as pás retornem à posição de trabalho quando a força do vento diminuir.

GERADOR EÓLICO CASEIRO - As minhas experiências práticas

Antes de decidir construir um gerador eólico, aplicando-lhe um alternador de automóvel, ligue a ignição do seu carro e verá que o motor ao ralenti atingirá as 1.000 rpm. Com um pouco de aceleração o motor chegará com facilidade às 3.000/4.000 rpm, mas pode atingir as 6.000/7.000 rpm. Acha que conseguirá atingir rotações tão elevadas com uma maquineta caseira tocada pelo vento? Talvez seja possível, com ventos tempestuosos, aproximar-se das 1.000 rpm que correspondem ao ralenti dos veículos, mas quanto tempo duraria isso? O que acabaria primeiro, a tempestade ou o seu gerador? …

Adaptação de um dínamo para funcionar como gerador eólico

Vídeo com o gerador em funcionamento.

Tenho estado a fazer experiências com a minha turbina eólica no sentido de encontrar um gerador capaz de produzir alguma energia a baixas rotações. Já há muito tempo que cheguei à conclusão de que o alternador de automóvel não serve, no entanto cada vez me convenço mais de que nem o alternador nem qualquer outro tipo de gerador será capaz de conseguir grandes resultados nesta, nem em qualquer outra turbina de pequenas dimensões. Segundo o que aprendi com as minhas próprias experiências no terreno, cheguei às seguintes conclusões:

AQUECEDOR DE ÁGUA CASEIRO COM SERPENTINA PRESSURIZADA

Já escrevi alguns posts no blog sobre o meu sistema solar térmico, mas tenho de falar novamente sobre o assunto, uma vez que estou a fazer uma restauração e modificações importantes que, caso resultem, poderão aumentar significativamente a sua eficiência nos meses mais frios do ano.

A aparência deste sistema que funciona por termossifão, pode parecer rudimentar ou até inestético, mas o certo é que ele tem cumprido a sua missão de aquecer água para banhos já há quase uma dezena de anos, sem grandes complicações. O problema maior é a pouca pressão com que a água chega às torneiras e é esse contratempo que estou agora a tentar resolver, com a introdução, dentro dos depósitos, de uma serpentina com 100 metros de tubo, 50 mts em cada depósito.

O ideal seria, sem dúvida, a compra de um sistema novo que me resolveria o problema e evitaria trabalhos adicionais e o certo é que estive quase a concretizar a aquisição de um kit solar de tubos de vácuo, daqueles que funcionam sem pressão e em que a água da rede circula numa serpentina instalada no depósito e que é aquecida pela água que foi por sua vez aquecida pelo colector devido à circulação por termossifão entre este e o depósito. A água aquecida deste modo chega ás torneiras com a pressão da rede, sem que o depósito ou o painel esteja sujeitos a pressão, a não ser a pressão atmosférica natural.

Estes sistemas são mais económicos, sendo que por cerca de 900 euros, poderia fazer chegar um kit de 300 litros a minha casa e pouco mais gastaria, uma vez que faria a instalação por mão própria aproveitando as tubagens já existentes. Isto seria ótimo, mas…

Comecei a deitar contas à vida e cheguei à conclusão que existiam outras prioridades e que o meu rústico, e velhinho sistema solar ainda pode aguentar mais uma meia dúzia de anos. No terraço, onde ele está instalado, consigo vislumbrar o telhado e já ando há algum tempo a olhar de soslaio para a parte virada a norte, onde as telhas estão a ficar completamente apodrecidas, necessitando de uma substituição da cobertura a muito curto prazo. Esse foi um dos motivos da desistência da compra do kit solar novo, mas existiram outros, como o risco de tal aquisição sem conhecer ninguém que me pudesse dar uma opinião assente em experiência prática e o “baixo preço” do equipamento suscitava-me algumas dúvidas.

Mas o que mais interferiu na minha decisão de continuar a utilizar o meu sistema caseiro foi o gosto pelos trabalhos práticos e de me poder servir de algo que fui eu próprio que fiz, pelo menos em parte. De qualquer modo aqueles sistemas com depósito sem pressão e que funcionam um pouco ao contrário do que acontece com os sistemas mais usuais deram-me uma ideia que acabei de colocar em prática.

Serpentinas nos depósitos.

Este projeto caseiro incluiu a construção de um colector para colocar ao lado do já existente e a introdução dentro dos depósitos de uma serpentina feita em tubo de ½ polegada. Esta serpentina tem 100 metros e, mergulhada na água quente dos depósitos, irá aquecer a água para usos sanitários e sairá para as torneiras com a pressão da rede, o que permite a sua ligação direta ao esquentador a gás, sempre que a temperatura da água não seja suficiente para tomar um banho confortável.

A água que saía dos depósitos para as torneiras, por gravidade, não tinha pressão suficiente para fazer funcionar o esquentador e isto era um desperdício nos meses mais frios do ano, pois mesmo em dias sem sol a água sempre aquecia alguma coisa e, se fosse direcionada para o esquentador, iria mais facilmente atingir a temperatura ideal e sempre se poupava alguma coisa.

Este foi o principal motivo desta alteração no sistema de aquecimento da água, mas o que deu mais trabalho foi a construção de mais um colector, uma vez que tinha apenas um a funcionar. Esse painel que é de construção industrial foi-me oferecido já usado e, no verão, era mais do que suficiente para ter sempre água quente. Mas, nessa estação do ano, qualquer coisa serve para aquecer a água e, para mais, a água quente consumida nessa época é muito pouca, pois, na generalidade, apenas se mistura uma pequena quantidade na água fria da rede para tomar banho.

A forma como construí o colector é completamente original e, embora vá descrever a forma como procedi e os materiais que utilizei, não aconselho ninguém, por enquanto, a tentar fazer um igual, uma vez que, estando a funcionar apenas há dois dias, não sei qual vai ser o seu comportamento nem a sua duração, apenas podendo afirmar já que aquece a água mais ou menos com a mesma eficiência do que o painel de fabrico profissional. Daqui a alguns dias, ou semanas, darei mais informações sobre o mesmo.

De resto, a construção deste colector foi muito simples. Recorri a dos tubos de pvc de pressão, um com ½ polegada e outro de 1 polegada. Estes tubos foram cortados à medida da largura do painel e o mais estreito foi enfiado e colado dentro do tubo mais largo para aumentar a sua resistência mas, sobretudo, para engrossar as suas paredes que assim ficaram com cerca de 1 cm. de espessura. Depois abri furos neste tubo reforçado e também roscas de 8 mm. Depois cortei um tubo de alumínio em pedaços de 5 cm, nos quais abri também roscas. Estes tubos de alumínio foram enroscados e colados nos tubos de pvc, convindo dizer que utilizei o máximo cuidado para que as uniões ficassem perfeitas para que não existissem vazamentos. Numa ponta desses tubos de pvc coloquei um tampão e na outra uma redução de latão de uma para meia polegada. A vedação deve ser feita no tubo mais largo, para evitar fugas de água que possa passar para o espaço entre os dois tubos.

Feito isto, cortei pedaços de tubo de cristal de 8 mm de diâmetro, de boa qualidade, tendo depois aquecido, enfiado e colado uma ponta nos tubos de alumínio. De seguida enfiei tubos de rega gota a gota, dentro dos tubos de cristal. Estes estreitos tubos onde irá aquecer a água entraram à justa e com a ajuda de um pouco de óleo nos tubos de cristal e também um pouco dentro dos tubos de alumínio, tendo ficado bem unidos e, por agora, não há sinal de vazamentos, mas se isso vier a acontecer poderei utilizar braçadeiras apertando os tubos de cristal em torno dos tubos gota a gota.

Este foi o trabalho mais melindroso deste projeto original, mas não foi o único, pois, naturalmente, tive que fazer um tabuleiro para assentar os tubos. Este tabuleiro foi construído com restos de materiais das minhas obras, tendo o fundo sido revestido com placas de isolamento e, por cima destas, uma chapa metálica de zinco que foi lixada e pintada com tinta preto fosco. Para a cobertura do colector recorri a uma placa de policarbonato, placa esta que me foi recomendada como sendo durável e resistente aos raios solares e também a geadas, sendo  muito utilizada em estufas.

Conjunto de passadores que permite alternar entre água
aquecida só pelo sol, ou com ajuda do esquentador a gás.

Termino aqui a descrição textual do projeto, mas as imagens deste post poderão também ajudar a compreender como o trabalho foi efetuado. Para além das imagens, este post contém também um vídeo onde pode ser vista a água quente a entrar, por circulação natural, no interior de um dos depósitos, antes de lá ter colocado as serpentinas. Este sistema, denominado de termossifão, consiste geralmente num ou mais colectores ligados a um depósito bem isolado e posicionado a um nível mais alto. Não são necessárias bombas circuladoras, pois a circulação de água faz-se de forma natural, induzida pela diferença de densidade entre a água quente e fria. A água no colector fica menos densa ao ser aquecida deslocando-se para a parte superior do circuito, dentro do depósito. A água mais fria (mais densa) desce para a parte mais baixa do circuito à entrada do colector. Uma vez no colector, o ciclo começa de novo e a circulação continua desde que haja radiação solar. O caudal de circulação aumenta com o aumento da intensidade de radiação solar e a água a utilizar é retirada da parte superior do depósito solar.

Este modo de circulação da água é sobejamente conhecida, mas poucos conseguem ver essa circulação de modo real, uma vez que os depósitos são fechados, no entanto como o meu sistema é bastante original consegue-se ver a água quente a entrar no depósito. É apenas uma curiosidade que fica registada no vídeo, numa altura em que o sol brilhava, com a temperatura a rondar os 15 graus.

Nota do autor:

Este sistema foi, entretanto, modificado com a inclusão de mais um coletor e com a introdução de novas serpentinas nos depósitos. Os coletores de construção caseira foram também melhorados com novas tubagens. Brevemente escreverei um artigo sobre o assunto, deixando, para já algumas fotos...

Pode consultar o novo artigo em: Sistema solar térmico com tubos multicamada

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O autor escreveu este post em tom de brincadeira, dizendo que o seu aquecedor solar de água iria revolucionar o mercado e que iriam ser construídos milhares de equipamentos destes... Brincadeiras à parte o certo é que o sistema funciona muito bem, mas entretanto os tubos que eram de plástico tiveram que ser substituídos por outro tipo de material, devido ao aparecimento de algumas fugas de água. Veja como o sistema funciona, mas depois leia o post seguinte que está devidamente atualizado em relação a este assunto...   Quero ler o artigo

SISTEMA SOLAR TÉRMICO COM TUBOS MULTICAMADA

Este sistema solar caseiro é, talvez, único no mundo devido ao modo como foi confecionado. Pode parecer rudimentar, mas o certo é que está a funcionar há vários anos, aquecendo água não só para banhos, mas também para lavar roupa ou louça, entre outros usos. No entanto este sistema não foi sempre como agora, pois tal como outros projetos foi sendo melhorado ao longo do tempo. O único inconveniente é a necessidade de alguma vigilância e manutenção, principalmente no inverno devido ao congelamento da água nos coletores...   Quero ler o artigo

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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CONSTRUÇÃO DE UMA BOMBA DE CORDA MANUAL/EÓLICA

Quase todos os engenhos caseiros que construímos foram elaborados um pouco ao sabor do acaso, porque não existia qualquer tipo de projeto ou plano escrito. A construção de uma bomba de corda que, em principio, era para ser mista, ou seja para funcionar à mão ou tocada pelo vento, foi apenas o início de uma grande aventura. Nenhum outro projeto do autor sofreu tantas alterações e deu tanto trabalho como este, para não falar de algumas desilusões. No entanto o projeto acabou por ser concluído, mas as bombas tiveram de ficar a funcionar em separado, tendo sido construídas duas bombas...   Quero ler o artigo  

MOLDE AJUSTÁVEL PARA ASSENTAMENTO DE TIJOLOS

Para quem gosta de construir paredes direitas, poupando material e sem ter qualquer dificuldade no assentamento dos tijolos, deve fazer um molde igual ou parecido a este. É muito fácil e rápido de fazer e quase não tem custos. Apesar de já ter feito a colocação de milhares ou até, talvez, milhões de tijolos é uma ferramenta que não dispenso nesse trabalho. O vídeo referente a este projeto é já também um sucesso no Youtube, com centenas de milhares de visualizações.
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CONSTRUÇÃO DE UM AQUECEDOR SOLAR

O aproveitamento do sol e do vento para a produção de energia está atualmente muito em voga. A energia eletrica gerada é depois utilizada para diversos fins, entre os quais se conta o aquecimento do interior das habitações. Neste caso, como em outros, os elementos da natureza não estão a ser diretamente utilizados para um fim específico e poderão não estar a ser devidamente aproveitados pois neste processo ocorrerão sempre perdas de energia.

Ilustração de uma parede de Trombe, ventilada.

O sol pode ser utilizado diretamente no aquecimento do ambiente interior das habitações através das paredes de Trombe. As paredes de Trombe são paredes de grande inércia térmica, com grande capacidade para armazenar calor. Para além da parede existe uma caixa de ar e um vidro, para que se forme um espaço altamente aquecido (através da radiação solar que atinge o vidro) aumentando assim a quantidade de calor a ser armazenada pela parede. Esta energia acumulada é depois irradiada diretamente para o interior do edifício a partir da outra face da parede. Para que este aquecimento passivo funcione em pleno a parte que constitui o envidraçado do conjunto terá de ser orientado a sul. É evidente que este sistema só tem interesse na estação fria, podendo ser muito inconveniente no verão se, nessa época, a parede for atingida pelo sol. Por isso na estação quente o sistema deverá ser desativado completamente, através de palas de sombreamento que impeçam a radiação solar de atingir o envidraçado, ou através de sombreamentos ou persianas exteriores que tapem o vidro completamente.

O sistema evoluiu da parede grossa com vidro na frente, em que a maior parte do calor era perdido e não chegava ao interior do edifício, para a versão moderna que possui ventilações no topo e na base da caixa de ar, que permitem o arrefecimento rápido do colector e maximiza os ganhos obtidos. A parede de Trombe moderna possui ainda entradas de ar no edifício permitindo um aquecimento rápido da divisão através da simples circulação de ar aquecido (convecção natural) na caixa de ar. O espaço pode assim ser aquecido através do calor armazenado na parede ou, se a necessidade de aquecimento for maior, utilizando o ar armazenado na caixa de ar.

Este sistema, que foi desenvolvido em França por Félix Trombe, era já popular nos anos 60 do sec. XX, mas a verdade é que em Portugal não me parece que seja muito utilizado, talvez porque esse tipo de parede seja mais indicado para climas muito frios e com abundância de sol no inverno. É certo que temos por cá muitos dias de inverno com sol, mas as temperaturas não são tão baixas que justifiquem utilizar esse sistema.

No verão, como é evidente, as necessidades são opostas e há que utilizar meios para manter as casas frescas. As construções modernas já contemplam paredes e telhados bem isolados, mas nem todos têm esse tipo de casas, então, nesse caso, o melhor é pintar os edifícios de branco, porque assim as paredes não absorvem tanto o calor do sol consequentemente o ambiente interior estará mais fresco. Uma vez resolvi fazer uma experiência com a absorção de calor pelas cores e coloquei dois pedaços de chapa metálica, lado a lado, expostos ao sol, sendo que uma dessas chapas estava pintada de branco e a outra de preto. Passado algum tempo pousei uma mão em cada chapa e o resultado foi impressionante: a chapa branca estava praticamente fria, enquanto a preta escaldava, quase queimando e não dando para aguentar lá a mão. Claro que as paredes são feitas de betão e não de chapa metálica, pelo que as diferenças não são assim tão grandes, mas mesmo assim compensa ter a casa pintada de branco. As paredes que se destinam a aquecimento (Paredes de Trombe) deverão, pelo contrário, ser pintadas de preto e, como já disse em cima, deverão ser inatingíveis pelo sol de verão.

No que respeita ao inverno a velhinha lareira ainda, na minha opinião, continua a ser a rainha do conforto, não só pelo calor que irradia, mas também pelo ambiente acolhedor que cria, tornando-se nos dias frios de inverno uma companhia inseparável. Infelizmente, nem todos têm condições para ter uma lareira em casa, e os custos com o consume de lenha são elevados, pelo que há que procurar sempre por alternativas sustentáveis.

No livro “Vida” – Um guia de autossuficiência – encontrei a forma de construir um aquecedor solar que pode ser construído com materiais de baixo custo, incluindo materiais encontrados em sucatas…

Em depósitos de ferro velho, num canto da oficina de sua casa ou em lojas especializadas, você encontrará materiais básicos e de baixo custo para a construção de um aquecedor solar. Apenas com a luz do sol, qualquer ambiente pode ser devidamente aquecido.

Os materiais para a construção do aquecedor solar poderão ser facilmente encontrados em lojas especializadas, em depósitos de ferro velho ou, ainda, num cantinho da oficina caseira (pedaços de canos velhos, parafusos, tábuas…).

Na ilustração podem ser vistas as partes principais do aquecedor solar. É um aparelho destinado a recolher a luz solar e fornecer calor ao interior das casas por meio de tubos.

A construção do aquecedor solar

Monte em caixilhos retangulares (de ferro ou alumínio) de mais ou menos 1,80 metros de altura por 80 centímetros de largura, dois painéis de vidro de 5 milímetros de espessura, separados por um espaço de 6 milímetros, um do outro. Esses painéis serão montados sobre as bordas de uma caixa do mesmo tamanho. O fundo dessa caixa será revestido por um forro metálico.

Note que os caixilhos retangulares deverão ter encaixes para segurar os vidros firmemente na parte frontal da caixa. Então, um segundo caixilho deve emoldurar o primeiro, preso firmemente a este, completando assim a borda, que deverá ser de aproximadamente 4 centímetros. Agora, então, por detrás das caixas assim montadas, pode-se usar um forro metálico.

Coloque uma camada de lã de vidro forrando, por cima, todo o fundo do aquecedor para obter um alinhamento interno perfeito. Esse isolamento é de importância fundamental. Daí coloque uma folha de alumínio pintada de preto, pois essa é a cor que mais absorve o calor solar. Tal folha deve ser colocada sobre o isolamento. Chegou o momento de colocar centenas de latas vazias ou meias latas (tipo latas de cerveja), com as suas bocas abertas, para “beber” os raios solares. Deixe entre o topo dessas meias latas e o painel interno de vidro um espaço de 1,2 centímetros. Deve-se dizer que cada unidade dessas exige, em geral, 476 meias latas. Pinte as latas de preto também.

Ventoinhas forçam a passagem do ar por meio do aquecedor, ou solário, e o conduzem pelas tubulações até aos ventiladores no interior da casa.

No topo do aquecedor, coloque uma caixa de alumínio horizontalmente. Essa caixa deverá estar revestida nas laterais e na parte superior com lã de vidro. A parte superior deve ser mais espessa. Nessa caixa é que estará ligado o tubo que levará o ar quente para dentro de casa. Uma fresta de 2,5 por 60 centímetros na largura do aquecedor será a passagem do ar quente. A entrada do ar frio estará localizada na parte inferior.

O ar entra na parte inferior, corre pelo aquecedor e sai na parte superior, num percurso de 1,80 metros.

A ventoinha que sopra o ar para dentro do aquecedor poderá estar localizada dentro de casa ou então próxima do próprio aquecedor. A vantagem de estar dentro de casas é que ela aspira o ar viciado, fazendo-o dar uma voltinha para se aquecer.

Se o interior do ambiente a ser aquecido for muito espaçoso e um só aquecedor não for suficiente, você poderá fazer tantas unidades quantas forem necessárias, ligando-as entre si pela mesma caixa metálica horizontal.

Na parte inferior do aquecedor ficará um tubo que depositará, numa caixa subterrânea (a um metro de profundidade, a água produzida pela condensação do ar.

O aquecedor deverá estar preso firmemente num poste de madeira, num ângulo de 60 graus e deverá estar voltado para nascente. Cada unidade dessas pesa 90 quilos aproximadamente.

Referência bibliográfica:

ALZUGARAY, Domingo; ALZUGARAY, Cátia. Copyright Editora Três Ltda. São Paulo, Brasil. VIDA, Um Guia de Auto-Suficiência.

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GERADOR EÓLICO DE EIXO VERTICAL

No artigo “Gerador Eólico Caseiro” recebi o seguinte comentário de um leitor:

“Caro José Alexandre.

Vivo em Albufeira mesmo defronte ao mar e experimentei um gerador eólico semelhante, que funcionou. Conseguia produzir energia suficiente para carregar uma bateria de 65ah. Usei simplesmente uma roda de bicicleta 26" uma correia passando pelo aro e ligada a um alternador de um Fiat Uno. Acoplei somente 3 pás de abas largas, construídas em chapa zincada, de 1,20 m à roda. Os ventos de mais de 10 km/h conseguiram fazer com que a energia fosse produzida.

Como o protótipo fora feito em chapa um tanto fina os ventos fortes retorceram minha pás completamente, destruindo tudo. Desde há 20 meses uma artrite reumatóide me tem impedido de reconstruir o gerador com ele deve ser. Quero experimentar um cata vento vertical, com o corte de um bidão de 100 litros, no sentido vertical, de forma a soldar as metades em posições invertidas.

Um abraço.”

Apesar do relatado sucesso inicial (conseguiu produzir energia com ventos de 10 km/hora), pela descrição que vem a seguir facilmente se imagina a fragilidade da maquineta. Não é, por isso, de admirar que os ventos mais fortes tenham destruído tudo.

Este comentário despertou o meu interesse, não só pela afirmação de que é possível carregar uma bateria com ventos relativamente fracos, utilizando uma máquina completamente artesanal e frágil, mas também porque o autor diz querer construir um cata vento vertical utilizando um bidão cortado no sentido vertical.

Isto fez-me recordar que as minhas primeiras experiências no sentido de produzir energia de forma caseira, foram feitas através de um sistema vertical, construído de forma muito simples, tendo desistido dele devido a girar com pouca velocidade.

Ainda não tinha falado dessas experiências no blogue porque sempre achei que não teriam qualquer interesse e também porque me sentia um tanto constrangido em falar delas, por me parecerem um pouco infantis e porque o aparelho que engendrei me parece um pouco ridículo. No entanto, agora estou a ver o caso com outros olhos e a achar que pode ser interessante a discussão sobre as vantagens e desvantagens dos geradores de eixo vertical mesmo sabendo, pela observação do mundo que nos rodeia, que os sistemas verticais são muito raros, dificilmente se consegue avistar um, o que faz pensar que devem ser pouco produtivos.

A construção de um gerador de eixo vertical é, em principio, mais fácil de levar a cabo, desde logo porque necessita apenas de uma parte móvel, uma vez que a turbina não tem que girar sobre si, lateralmente, para captar a direcção do vento, ao contrário do que acontece com as turbinas de eixo horizontal, onde tem que existir essa rotação lateral que é feita automaticamente, graças ao orientador que faz com que as pás da turbina sejam colocadas de frente para o vento. No caso dos geradores de eixo vertical ele rodará sempre que exista vento, não importando a direção do seu sopro.

Outra vantagem que pode ser bastante significativa em trabalhos artesanais é o facto da energia produzida poder ser transportada por um cabo, diretamente, sem necessitar de escovas ou de outro sistema qualquer, uma vez que o corpo do alternador ou qualquer outro tipo de gerador se mantém fixo. No caso dos geradores de eixo horizontal há que contar com esse pormenor, pois o cabo, devido à rodagem lateral do conjunto sobre a torre iria, inevitavelmente, sofrer torções.

Não obstante todas estas vantagens, os geradores verticais, devido à sua reduzida velocidade de rotação, são certamente relegados para segundo plano, pois esse inconveniente facilmente anula as vantagens relacionadas com a maior facilidade da sua construção.

O gerador vertical de que acima falei e de que cheguei a testar o seu funcionamento, rapidamente me dececionou devido ao lento girar da turbina, mesmo em giro livre sem estar a produzir energia. Por esse motivo desisti dele e parti para a construção do meu gerador eólico de eixo horizontal de que já falei em outros artigos.

De resto, esse gerador vertical foi a minha primeira experiência nesse campo, sendo assim compreensível o modo um tanto leviano como ele foi elaborado, pois, daquele modo, essa maquineta nunca iria atingir as rotações necessárias, nem ter força suficiente para fazer rodar o alternador de automóvel que lhe tinha acoplado.

No telhado da casa de pedra da minha chácara construí uma pequena torre utilizando um tubo de pvc cheio com concreto de cimento, no cimo do qual instalei um alternador de automóvel com o veio voltado para cima e no qual apliquei uns aros em metal que sustentavam alguns recipientes de formato cónico. O sistema não tinha qualquer multiplicador de velocidade e assim nunca conseguiria atingir o mínimo de rotações exigidas para o funcionamento do alternador. Se tivermos em conta que um automóvel a trabalhar ao ralenti atinge as 1.000 rpm e considerando ser esta a rotação mínima para que um alternador vulgar produza alguma energia, nunca um alternador poderá servir para um gerador eólico vertical, nem tão-pouco para uma máquina de eixo horizontal, a não ser que seja instalado um sistema de multiplicação de velocidade, o que, por arrasto e devido ao esforço, exigiria uma turbina com pás de tamanho razoável e também vento a condizer. No caso do leitor citado em cima e que utilizou uma roda de bicicleta (aro 26) como polia que ligou ao alternador com uma correia, possivelmente conseguiu atingir ou até ultrapassar as 1.000 rpm, pois existia aí uma grande multiplicação de velocidade, assegurada pela grande dimensão da roda. Por outro lado, as pás de 1,20m feitas em chapa zincada de abas largas tinham capacidade para receber impacto suficiente de vento para vencer o peso da multiplicação e fazer girar o alternador a um número de rotações suficiente para produzir energia. O ponto fraco terá sido a fragilidade da máquina, pois as pás com aquela dimensão acopladas a uma simples roda de bicicleta não refletem grande segurança e, naturalmente, ventos mais fortes provocaram a sua destruição.

Antes de publicar este post estive sentado no carro a refletir sobre o assunto…. Liguei a ignição e o motor ao ralenti atingiu as 1.000 rpm. Com um pouco de aceleração o motor chegou com facilidade às 3.000/4.000 rpm, mas pode atingir as 6.000/7.000 rpm. Parece impensável conseguir rotações tão elevadas com uma maquineta caseira tocada pelo vento. Talvez seja possível chegar às 1.000rpm que correspondem ao ralenti dos veículos, o que já não seria mau de todo. Com uma relação apropriada entre o vento disponível, a dimensão da turbina e o sistema de multiplicação, talvez seja possível obter algum sucesso, mas sem exagerar nas expetativas.  

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