Roda d'água

Projeto de uma roda d'água com 250 Nm de torque.

A grande frequência e gosto que tomei em fazer melado de cana, de tempo em tempos, me consome uma boa parcela do dia para moer cerca de 20 L de garapa, e obter a irrisória produção de 1-2 L de melado, o que faço fervendo-os num tacho de cobre com a ajuda de meu pai . Resolvi então implementar o moedor com uma roda d´água, e me deparei com o quase inexistente e privado material bibliografico nesta área, assim resolvi inicialmente fazer as coisas por conta própria, o que parece estar dando certo. Na tentativa de simular o funcionamento da roda d´água, contruí um programa em Pascal para dimensionamento desta, o que me forçou a estabelecer um formato inicial. Fiz então o desenho de uma roda das mais simples que se conhece, a qual denominei de copo reto, e percebi que a água só permanecia em seu interior até a metade da altura no movimento. Isto impede que o torque máximo, que ocorre na metade da altura, seja aproveitado. Para resolver este problema desenhei uma roda com o copo inclinado, que só se esvaziava próximo ao ponto mais baixo do movimento, percebendo que se fosse dobrado este fundo, além da água permanecer por quase todo o movimento de queda, os copos teriam maior capacidade de retenção desta. A roda resultante está mostrada na figura animada acima, e juntamente com as antecedentes nas seguintes:

Algumas informações sobre as rodas estão divididas nas figuras de cada uma delas, e alguns conceitos físicos ( torque =/= força ; velocidade =/= frequência ), podem ser acessados pelo link: Conceitos.

Programa: Para se ter uma ideia do programa de dimensionamento das rodas d´água, fiz uma versão bastante simplificada em java script, que pode ser acessada pelo link: Roda em L.

Ao contrário do que se espera, não fiquei feliz em descobrir que já existia no mercado rodas d´água com copo em L, pois inicialmente pensei ser uma idéia original. Entertanto a roda do mercado possui os copos bem mais razos, acreditando eu que seja para possibilitar o funcionamento em uma maior velocidade, ou frequência, já que todas que vi são do mesmo tamanho.

A roda que construí não possui otimização matemática, mas desde tempos acredito em minha intuição, e levando-se em consideração que o meu objetivo é obter força a baixa frequência, resolvi montar a roda de copo em L profundo, a qual leva um tempo maior para o trânsito dos fluidos. Como pode-se ver a escolha do tipo de roda depende do serviço que esta vai prestar, como também de muitos fatores além do local onde se pretende construí-la e quantidade de água disponivel.

Rogério Siqueira Chiacchio

Pai: Elias Macedo Chiacchio

13/09/2000.