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¿Cómo funciona el molino de viento para bombear agua?

marzo 20, 2022
¿Cómo funciona el molino de viento para bombear agua?

Diseño de la bomba de agua de molino de viento

El principal tipo de bomba utilizado a principios del siglo XX era la llamada bomba de molino de viento agrícola americana (véase la figura [3]). La versión industrial de esta bomba, fabricada con materiales robustos y con controles automatizados en la estructura y una vida útil cercana a los 20 años, sigue siendo muy utilizada, sobre todo en los grandes ranchos australianos y argentinos. Sin embargo, su coste es prohibitivo. También se han perfeccionado otras versiones más sencillas, incluso algunas que son realmente de taller.

Estas bombas, aunque son menos fiables en su funcionamiento que las motobombas de gasóleo o eléctricas, permiten bombear grandes cantidades de agua (entre 5 y 25 metros cúbicos por día en la mayoría de los modelos, pero hasta 100 metros cúbicos por día, su caudal depende principalmente del tamaño del molino, de la profundidad del pozo y de las características locales del viento) utilizando energía gratuita y con pocos costes de mantenimiento.

Las bombas de viento se utilizan principalmente para el riego y el riego del ganado. Las bombas de viento funcionan cuando la velocidad del viento alcanza los 10 km/h, pero sólo funcionan satisfactoriamente a partir de una velocidad de 15 a 20 km/h y es peligroso utilizarlas cuando el viento sopla a más de 40 km/h. La densidad del aire influye ligeramente en estos valores, que deben aumentarse cuando la densidad del aire desciende y, por tanto, cuando la altitud aumenta considerablemente (unos 1.000 metros).Estas bombas de agua son, por tanto, competitivas con las motobombas en las zonas en las que el viento sopla de media a menos de 15 kph. Por lo general, este es el caso de las regiones poco arboladas (sabanas, regiones semidesérticas y desérticas) o con un terreno más recortado.

Pequeña bomba de agua de molino de viento

Los molinos de viento utilizan la fuerza del viento para generar electricidad o bombear agua, aprovechando el movimiento del aire que se produce de forma natural en la atmósfera terrestre. Las aspas de la turbina del molino capturan la energía del viento y la convierten en energía mecánica haciendo girar un generador que crea electricidad.

La mayoría de los molinos de viento del pasado se han utilizado para aplicaciones no eléctricas, y las bombas de agua eólicas eran meros mecanismos mecánicos situados en lo alto de una torre de madera, que bombeaban el agua para regar el ganado y el riego.

Los sistemas de bombeo eléctrico generados por los molinos de viento combinan turbinas eólicas de alta fiabilidad y bajo mantenimiento con bombas eléctricas centrífugas de CA para proporcionar un sistema de suministro de agua resistente y sin problemas. El motor de CA trifásico de una bomba de agua eléctrica centrífuga es impulsado por la salida eléctrica de CA del alternador del aerogenerador.

A diferencia de las antiguas bombas eólicas, estos nuevos sistemas no necesitan un mantenimiento programado y pueden funcionar de forma autónoma durante años entre las inspecciones. En zonas con recursos eólicos modestos, los sistemas de bombeo eléctrico generados por molinos de viento pueden constituir una alternativa rentable a las pequeñas bombas de gasóleo, tanto para el agua potable como para el riego de pequeñas parcelas. Este sistema de agua puede encontrarse ahora en varios cientos de sitios en más de 20 países.

Se vende una pequeña bomba de agua de molino de viento

Las bombas de viento se utilizaron para bombear agua al menos desde el siglo IX en lo que hoy es Afganistán, Irán y Pakistán[1]. El uso de las bombas de viento se generalizó en todo el mundo musulmán y más tarde se extendió a China e India[2]. Los molinos de viento se utilizaron posteriormente de forma generalizada en Europa, sobre todo en los Países Bajos y en la zona de Anglia Oriental de Gran Bretaña, a partir de finales de la Edad Media, para drenar terrenos con fines agrícolas o de construcción.

Los trabajos de Simon Stevin en el waterstaet consistieron en mejorar las esclusas y los aliviaderos para controlar las inundaciones. Los molinos de viento ya se utilizaban para bombear el agua, pero en Van de Molens (Sobre los molinos), propuso mejoras, como la idea de que las ruedas debían moverse lentamente y un mejor sistema de engranaje de los dientes de los engranajes. Estas mejoras triplicaron la eficacia de los molinos utilizados para bombear el agua de los pólderes. En 1586 recibió la patente de su innovación[3].

En la Región de Murcia, España, se utilizaban molinos de viento de ocho a diez aspas para elevar el agua para el riego[4] El impulso del rotor del molino bajaba por la torre y volvía a salir por la pared para hacer girar una gran rueda conocida como noria. La noria sostenía una cadena de cubos que colgaba en el pozo. Los cubos eran tradicionalmente de madera o de barro. Estos molinos estuvieron en uso hasta la década de 1950, y muchas de las torres siguen en pie.

Desventajas de la bomba de agua de molino de viento

El molino de viento de bombeo de agua es un diseño sencillo y eficaz. Las aspas, también conocidas como velas, de la rueda del molino de viento atrapan el viento que hace girar el rotor. El conjunto de la rueda está unido a un conjunto de cubo mediante largos brazos. El conjunto del cubo acciona un mecanismo de engranajes que convierte el movimiento de rotación en un movimiento ascendente y descendente.

Un molino de viento de bombeo de agua es sencillo y eficaz. Las aspas de la rueda del molino atrapan el viento, que hace girar el rotor. Cada carrera ascendente introduce agua en el cilindro, mientras que en la carrera descendente, una válvula de retención situada en la parte inferior impide que el agua sea expulsada, por lo que el agua es forzada a subir por la tubería con la siguiente carrera ascendente.

Resumen de la lección Los molinos de viento producen electricidad mediante una serie de pasos. Comienza con el viento que hace girar las aspas. Luego, las aspas hacen girar el rotor; el rotor hace girar el eje; el eje hace girar el generador; y el generador produce electricidad.

El viento hace girar el ventilador situado en la parte superior del molino. El ventilador hace girar un conjunto de engranajes llamado motor. El motor tira de una varilla de la bomba hacia arriba y hacia abajo. Al mismo tiempo, la válvula inferior se abre para permitir que el agua entre en la bomba y llene el vacío creado por el movimiento ascendente del pistón.

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