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Como funcionam os moinhos de vento e os cataventos

Os moinhos de vento e os cataventos usam lâminas em forma de ventilador ou de aerofólio para capturarem energia eólica, o que os faz girar. Os moinhos de vento usam o vento para gerar energia. As lâminas aplicam força sobre o eixo de transmissão, o qual é engrenado mecanicamente para gerar energia. Os cataventos giram quando há brisa e servem apenas para diversão.

Os moinhos de vento têm lâminas em forma de ventilador ou de aerofólio (windmill image by Bruce Allinson from Fotolia.com)

Moinhos de vento

Vários tipos de moinhos existem há séculos. Seu uso hoje é associado a países europeus, particularmente os Países Baixos. Eles eram utilizados para moer grãos, bombear água para a irrigação e controlar enchentes. O desenvolvimento "moderno" dos moinhos de vento começou no século 11 ou 12 na Inglaterra.

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Os moinhos de vento giravam enormes mós para moer grãos (corn image by dragan veselinov from Fotolia.com)

Lâminas de ventilador

As lâminas planas eram colocadas de maneira oblíqua na mesma direção que o vento para capturarem a energia eólica, pois o vento bate primeiro na borda principal ou frontal. Como a pressão é forçada para baixo da inclinação da lâmina, a pressão aumenta e faz o vento empurrar a lâmina. Da mesma forma, uma diminuição na pressão do ar na parte posterior da lâmina faz com que esta se mova. A força do vento é transformada em movimento circular ou torque no eixo em que as lâminas giram.

Cataventos

Os cataventos utilizam o mesmo princípio que os moinhos de vento. As lâminas, colocadas na mesma direção de maneira obliqua são fixadas em um padrão radial a um alfinete ou eixo para girarem. O vento faz as laminas girarem quando o catavento é apontado em sua direção.

Os cataventos têm lâminas fixadas em um alfinete ligado a um palito (pin wheel image by Wimbledon from Fotolia.com)

Direção do vento

Um moinho de vento está projetado para ficar de frente para o vento. A parte superior do moinho é construída para permitir que as lâminas possam girar de frente para o vento predominante. Se o vento bater nas lâminas de lado, elas não girarão. Um catavento também é projetado para funcionar melhor quando está de lado para o vento. Se ele ficar na direção contrária ao vento, o catavento gira para trás.

Moinhos de vento rurais usados no século 19 até hoje em dia (windmill image by blaine stiger from Fotolia.com)

Design da lâmina

Junto com o desenvolvimento dos aviões e da hélice no início do século 20, os designs de lâmina para moinhos de vento melhoraram dramaticamente. O design do aerofólio foi usado em hélices de avião para melhorar a eficiência dos moinhos de vento. Os moinhos de vento modernos, ou torres de vento, são amplamente utilizados para gerar eletricidade

As torres eólicas modernas usam aerofólios em vez de lâminas planas (wind turbine recycle image by redrex from Fotolia.com)
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Referências

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