Análise do sistema mecânico da roda d’água do museu WEG com o intuito de aumentar a eficiência no processo de geração de energia

Abstract

A roda d’água foi, em tempos passados, uma alternativa na geração de energia utilizando recursos naturais, mas o crescimento da demanda energética exigiu uma evolução para as grandes turbinas hidráulicas. Apesar de não pertencer ao grupo dos equipamentos produtores de energia elétrica em larga escala, a memória do precursor da geração de energia por meio hídrico deve ser preservada. O Museu WEG, situado na cidade de Jaraguá do Sul/SC, possui um conjunto rudimentar de geração de energia elétrica por roda d’água, porém, devido à falta de manutenção dos componentes mecânicos do conjunto (rolamentos, mancais de rolamento, eixos, polias e correias), a eficiência no processo de geração é prejudicada. De modo a extrair o maior rendimento possível do sistema mecânico foram propostas soluções mecânicas compatíveis com os problemas encontrados e selecionados os componentes adequados a cada caso. Foram selecionados rolamentos autocompensadores e fixos de esferas para os mancais de rolamento, considerando a força radial a que estavam expostos; foi proposto aplicar um revestimento metálico nas polias de madeira para evitar o desgaste da pista; foi realizado o dimensionamento e seleção das correias apropriadas e verificados outros componentes do sistema como os eixos, por exemplo, procurando sempre manter as características históricas do equipamento. Assim, mesmo não sendo possível quantificar, espera-se aumentar a eficiência no processo de geração de energia elétrica aproveitando ao máximo a energia cinética disponível para tal fim.The water wheel was once an alternative in the generation of energy using natural resources, but the growth of the energy demand demanded an evolution for the big hydraulic turbines. Although it does not belong to the group of large-scale electric power equipment, the memory of the precursor of energy generation by water must be preserved. The WEG Museum, located in the city of Jaraguá do Sul / SC, has a rudimentary set of electric power generation by water wheel, however, due to the lack of maintenance of the mechanical components of the assembly (bearings, rolling bearings, pulleys and belts), the efficiency in the generation process is impaired. In order to extract the highest possible yield from the mechanical system, mechanical solutions were proposed compatible with the problems encountered and selected the appropriate components in each case. Self-aligning and fixed ball bearings were selected for the rolling bearings, considering the radial force to which they were exposed; it was proposed to apply a metallic coating on the wood pulleys to avoid the wear of the track; it was carried out the sizing and selection of the appropriate belts and verified other components of the system as the axes, for example, always trying to maintain the historical characteristics of the equipment. Thus, even though it is not possible to quantify, it is expected to increase the efficiency in the electric power generation process taking advantage of the kinetic energy available for this purpose.