FÍSICA: Desafio 2 – A roda d’água

O aproveitamento de pequenas quedas d’água para produzir energia elétrica tem sido feito através de uma técnica secular que utiliza um equipamento chamado de roda d’água.

A roda é obrigada a girar sob a ação da água que cai – seja em cascata, ou apenas deslizando rio abaixo – e a energia de movimento de translação da água realiza trabalho físico sobre a roda gerando energia de rotação.

A energia de rotação, por sua vez, pode ser transmitida para outro equipamento através de uma correia (ou polia), conforme a figura, na qual são mostradas duas roldanas com raios R1 e R2 (R1 < R2) sendo que a maior é fixada ao eixo da roda d’água e a menor, ao eixo de um gerador de energia elétrica.

Para que o gerador produza energia suficiente é necessário que o mesmo gire com velocidade angular mínima igual a w. Supondo que a roda d’água gire com velocidade angular W constante e que a correia não deslize, determine a relação entre os raios R1 e R2 para tornar eficiente o uso da roda d’água.

OBS: 1- A figura foi copiada de um teste do MEC-Brasil para o Ensino Médio.
2- A pessoa interessada pode enviar a sua proposta de solução para novelllino@gmail.com.

44 comentários para “FÍSICA: Desafio 2 – A roda d’água”

  1. eu sei tel. disse:

    meu nome é cynthia cristina moro e tatui sp estudo na escola altina maynardes araujo , e eu ja fiz uma experiencia dela meu gerador de energia era uma pequena fontede energia a pilhas , foi muito legal

    Responder

  2. Raffa disse:

    Olá, Cynthia! Tudo blz?

    Que bom q a sua roda d´água funcionou.

    Esta é uma máquina simples, mas muito eficiente e útil para os sítios distantes da rede elétrica.

    Abraço

    Responder

  3. Lipe disse:

    galera alguem me ensina como fazer um? to pensando em fazer um pra feira de ciencias da escola vai fiakar bem interessante mais onde arrumo um gerador pekeno?

    Responder

    ni reply on outubro 8th, 2009 9:42:

    respondendo a pergunta de nosso amigo que queria um gerador pequeno..

    quarque motorzinho desses de carrinho ou coisa parecida vai gerar uma pequena tensão eletrica suficiente para acender uma pequena lampada, pois o principio de ambos é o mesmo. talvez possa tambem comprar um dinamo de bike que tambem vai dar certo…

    um abraçoo

    Responder

    emelyn m.de paula reply on agosto 10th, 2010 12:55:

    é mesmo eu ñ tinha pensado nisso!
    bo@ idéia !
    beijinhos
    tchauu………

    Responder

    Gilvan reply on outubro 9th, 2009 18:54:

    Se você quer um gerador pequeno, pode aproveitar um motor de drive de CD, aquele que abre e fecha a gaveta onde se coloca o CD.
    Ele trabalha como motor e como gerador.

    Responder

  4. Souza disse:

    Meu nome é Souza, sou estudante de engenharia elétrica de Belém, e uma solução simples para melhorar significativamente o rendimento da roda d’agua acima seria utilizar-se uma grande polia ou roldana anexada na roda d’agua e através de correias ou correntes. Transfere-se a rotação a uma pequena polia no gerador como já foi mencionado. Sendo R1 o raio em (cm) da polia da roda d’agua, R2 o raio em (cm) da polia do gerador, V1 a velocidade angular em (Hz) da roda d’agua determina-se facilmente qual será a velocidade em (Hz) R2 que será aplicada ao gerador, utilizando-se a relação (R1 x V1)=(R2 x V2). Abraços

    Responder

  5. favareto disse:

    Meu nome é edson, sou estudante de engenharia elétrica de Belém, e uma solução simples para melhorar significativamente o rendimento da roda d’agua acima seria utilizar-se uma grande polia ou roldana anexada na roda d’agua e através de correias ou correntes. Transfere-se a rotação a uma pequena polia no gerador como já foi mencionado. Sendo R1 o raio em (cm) da polia da roda d’agua, R2 o raio em (cm) da polia do gerador, V1 a velocidade angular em (Hz) da roda d’agua determina-se facilmente qual será a velocidade em (Hz) R2 que será aplicada ao gerador, utilizando-se a relação (R1 x V1)=(R2 x V2). blz

    Responder

  6. Rubens P Filho disse:

    Estou pesquisando, no proposito de viabilizar a instalação de uma roda d’agua em minha propriedade, no sentido de distribuição de água potável para casas e outras unidades. O local de captação situa-se a abaixo do nível das unidades, uns 100mts lineares e uns 40mts de altitude.
    Abraço forte.

    Responder

    gilmar reply on maio 24th, 2012 12:25:

    Seu caso resolveria uma roda d’agua instalada proximo a capitação aclopando nele uma bomba d’agua, para bombiar agua para o local desejado, falo.

    Responder

  7. barbosa disse:

    ola vc ja ouviu falar em gerador de baixa eu quero ligar a roda dagua em bicicletas de marchas para ganhar velocidade e usar agua do poço artesiano para girar a roda dai eu ligo num gerador e ele alimenta a bomba do poço

    Responder

    gilmar reply on maio 24th, 2012 12:29:

    Quase perpétuo, mas os geradores quando ligados eles geram um campo nagnético, causando um esforço na roda, creio que não dá.

    Responder

  8. barbosa disse:

    se eu achar o gerador de baixa tenho quase certeza que vai dar certo produzindo energia com roda dagua um forte abraço aguardo resposta

    Responder

  9. marcio flores disse:

    na verdade gostaria da ajuda dos colegas estudantes para montar uma cascata,onde toda a agua que caísse na parte mais baixa,fosse levada para cima de novo ,pro topo e assim viria aser um ciclo que passaria por cima de pedras escolhidas para a finalidade de harmonizar o ambiente,obrigado pela atenção.

    Responder

    gilmar reply on maio 24th, 2012 12:32:

    Se vc já tem a energia, compre uma bomba elétrica, não é verdade.

    Responder

  10. theomar soledade disse:

    MUITO TEMPO SE PASSA E O SER SEMPRE DESCOBRE COISAS, QUANTO A RODA D’AGUA PRODUZIR ENERGIA É FACIL. COM A INVENÇÃO DA RODA PODEMOS USAR O MOVIMENTO DA RODA D’AGUA PARA ACIONAR UM JOGO DE POLIA E FAZER A POUCA ROTAÇÃO NA ROTAÇÃO DESEJADA, POIS A RODA D’AGUA DA O MOVIMENTO NÃO A ROTAÇÃO DESEJADA. DUAS, QUATRO, SEIS QUANTAS POLIAS SEJAM, PARA RODAR O GERADOR DE 1200 RPM.

    Responder

    gilmar reply on maio 24th, 2012 12:41:

    O que eu sei é que vc deve verificar quantas rotações por minuto a roda d’agua da e fazer a relação entre a polia da roda com a polia do gerador, no caso o teu gerador é deb 12 Rpm por minuto e tem que aumentar o giro em 40%, a fim de compensar a perda de energia da roda d’agua no trabalho de virar a polia do gerador, pelo que eu sei é a relação entre polias que vai funcionar.

    Responder

  11. Carlos Younes disse:

    Olá gente

    Bem legal esse artigo.
    Por favor !
    Alguem poderia me enviar um artigo ou um link
    da matematica e fisica do funcionamento de uma roda simples.
    Por incrível que pareça. Pesquisei muito no google com inumeras
    palavras chave, inclusive “roda”.
    Mas não encontrei nenhum artigo sério e esclarecedor.

    Obrigado pela atenção

    Abraço a todos

    Responder

  12. almiro disse:

    ola gente
    preciso montar uma gerador de energia como uma roda dgua .
    aonde eu consigo comprar o gerador de baixa rotaçao?

    Responder

    jeremias reply on novembro 18th, 2010 15:09:

    OLÁ

    SE VC QISER POSSO VER
    SE CONSIGO PRA VC.

    Responder

    elisson monteiro de farias reply on agosto 16th, 2011 10:53:

    fico grato pela atenção

    Responder

  13. jeremias disse:

    olá gente

    eu fiz uma esperiencia la no citio
    com uma roda d´gua e um gerador de 7 kva
    e funcionou bem com polias de madeiras.

    OBRIGADO PELA ATENÇÃO.

    FALO PESOAL

    Responder

    elisson monteiro de farias reply on agosto 16th, 2011 10:52:

    gostei da sua esperiencia, portanto desejaria receber informações de como construir uma roda d’agua e a capacidade de geração de energia, pois meu pai mora em um sitio onde não tem energia, mas tem igarapé com bastante agua, mas não tem queda, a agua corre normal, tem que fazer uma barragem para adquerir queda, se possivel queria estas informações, fico grato pela atenção.

    Responder

    Renato reply on dezembro 21st, 2012 9:10:

    Olá Jremias! podes me pssar teu contato? Vou precisar de tua ajuda.
    obrigado

    Responder

    Renato reply on dezembro 21st, 2012 9:12:

    meu email é rrossa59@hotmail.com

    Responder

  14. Rodrigo disse:

    boa noite!!!
    gostaria que me tirassem uma duvida!!
    eu tenho uma roda d’agua, em cima dela uma calha que despeja agua a uma vazão cte!!
    como faço para descobrir a velocidade angular da roda, levando em consideração a altura da calha e a pressão de saida da agua?
    alguem pode me ajudar?
    mto obrigado

    Responder

    gilmar reply on maio 24th, 2012 12:48:

    Pelo que sei vc deve contar os giros da roda por minutos ai vc tera o Rpm da roda, quanto mais vc elevar a calha mais força tera, tem que ver tbém a altura do lugar de captação da agua, não sei se te ajudou.

    Responder

  15. Deivid Domingos disse:

    Quero construir uma roda d`agua, a queda dagua e’ de 2mt ate o piso, o volume e’ de um cano de150mm. sera um desafio construir, pois eu gosto disso. Deus tem dado ao homem sabedoria para explorar e perseverar em progetos para beneficios ao proximo e a si mesmo. Moro em uma base missionaria chamada jovens com uma missao. Trabalhei 17 anos com metalurgica e fabricacaos de ma’quinas. Gravatai .RS

    Responder

    gilmar reply on maio 24th, 2012 12:52:

    Deivid, vc deve ter um motivo para esta roda seja para geração de energia ou para bombear agua para uma residência, deve comentar qual seu objetivo para se ter uma resposta, falo.

    Responder

  16. Jéssica disse:

    As primeiras rodas d’água, construídas pelos gregos no primeiro século antes de Cristo, eram horizontais.
    Foram substituídas pelas verticais, que podem ser maiores e produzem mais energia.
    A roda d’água até hoje existem nos engenhos de pequenos sítios por todo nosso país e desempenharam
    importante papel, nos séculos passados, em relação a todos os processos de produção de farinha e de
    açúcar.
    Ao girar, pela força da água, movimentam mós de pedra, conjuntos de martelos-pilões, para socar o
    milho ou a mandioca, ou ainda pesados cilindros de ferro para esmagar a cana, extraindo o precioso caldo
    açucarado com que são fabricados; o melado, a rapadura, o açúcar, a aguardente e o álcool. Essas instalações
    quase não diferem das que eram usadas, durante a Idade Média, nos países da Europa.
    Pela roda d’água passamos a água até chegar aos canos que é levada para a caixa d’água que chegara até nossas torneiras.
    As rodas d’ agua não contaminaram ao meio ambiente.Proporcionam de vermos como a natureza e bela.Pois cada dia nos descobrimos varias coisas que o homem e Deus criaram para nos.

    A água batendo nás pás da borda da roda produz uma força motriz no eixo central
    As rodas dagua geralmente são usadas para irrigação e geração de energia.
    Em algumas fazendas costumava usar estas rodas para acionar um moinho de milho para fazer fubá ou acionar uma maquina como um engenho de cana para alambique.
    Nossos geradores podem ser acoplado as estas rodas dagua de madeira robustas ou rodas dagua de ferro como uma fonte de energia alternativa.
    As micro turbinas alterima tem um aproveitamento maior da geração de energia em pequenas quedas dagua.

    A energia eólica pode ser convertida em diversas outras formas de energia através de aero geradores ou aeromotores que podem atuar em conjunto com outros sistemas. Essa diferenciação entre “aerogeradores” e “aero motores” é feita pelo tipo de energia que será produzida, ou convertida, pela turbina eólica para uso final: se for gerada algum tipo de energia mecânica, dizemos que é um aero motor, se for gerada energia elétrica, dizemos que é um aero gerador.
    Os geradores elétricos Alterem são produzidos com os melhores materiais, e podem ser facilmente instalados em propriedades rurais ou diferentes. Os geradores elétricos são produzidos com corrente alternada, sendo portanto alternadores de imã e podendo ser acoplados a motores diesel em micro turbinas e micro usinas.

    A energia primária de uma hidrelétrica é a energia potencial gravitacional da água contida numa represa elevada. Antes de se tornar energia elétrica, a energia primária deve ser convertida em energia cinética de rotação.
    A construção de represas quase sempre constitui uma grande empreitada da engenharia civil. Os paredões, de tamanho gigante, devem resistir às extraordinárias forças exercidas pelas águas que ela deve conter. Às vezes, têm que suportar ainda a pressão das paredes rochosas da montanha em que se apóiam
    A energia hídrica, como parte do sector energético, representa um contributo para a sociedade. Com o progresso científico, a energia hídrica, limpa e renovável, poderá ser mais explorada pela humanidade.
    A potencia da fonte de energia é feita pela QUILOWATS que equivale a 1000w.O Gerador é um dispositivo que funciona com a base da introdução eletromagnética.Segundo as condições dividem-se Centrais com barragens com diques ,e água direcionadas ,Tipo misto com curso natural.
    Há mais 45 mil grandes centrais hidroelétricas, além de milhões de outros mais pequenos.Cada dia mais são feitas barragens que no futuro iram nos proporcionar mais energia elétrica e que aos poucos vamos pagando menos porque a água que temos devemos aproveitar ao máximo. Espero que nossos governantes pensem bem antes de desperdiçar o que temos de bom .Espero ter um futuro melhor do que meus pais tenham hoje

    Responder

    gilmar reply on maio 24th, 2012 13:07:

    Jessica, talves vc possa me dizer qual é a relação de uma caixa de 1000 ltros d’agua transformada em KW, se eu entendi, 1 Kg de água corresponde a 1000W, por favor me explique esta relação, tenho um Sitio e quero montar uma roda d’agua com gerador de energia.

    Responder

  17. bom um outro esperimento que usa o velocidade e com um motorsinho ,que quando e girado em inverso gera energia .

    Responder

  18. marcos lobato disse:

    BOM DIA,GOSTARIA QUE ALGUEM QUE JÁ CONSTRUIU UMA RODA D´GUA PARA GERAR ENERGIA, ME MANDASSE A LISTA DE MATERIAL
    UTILIZADO E O ESQUEMA DE MONTAGEM,POIS QUERO MONTAR UM

    ATT MARCOS LOBATO

    Responder

    danilo reply on abril 22nd, 2012 17:45:

    ola marcos vc conseguiu alguma informaçao sobre a roda de agua se conseguiu me ajude eu tambem preciso muito montar uma roda d agua onde eu moro ano tem força suficiete para por uma bomba d agua .agradeço sua ajuda

    Responder

    gilmar reply on maio 24th, 2012 13:10:

    O jeremias construiu e deu certo, conversa com ele marcos e danilo.

    Responder

  19. Admir disse:

    Por favor alguem me ajude?
    Construi uma roda dagua fiz gerar com agua ate ai tudo bem coloquei uma polia grde, arrumei um gerador de carro dai coloquei a correia na polia da roda dagua e do gerador, qdo colei bastante agua girou bem rapido e mto rapido mas nao foi o suficiente para fazer gerar a energia do gerador o que devo fazer para ter rotaçao suficiente ja cansei e ja me molhei tudo, nao vou desistir sei que vou conseguir, alguem me solicione o caso eu ficarei mto grato, fico aguardando resposta.
    Desde ja mto obrigado

    Responder

    gilmar reply on maio 24th, 2012 13:18:

    Ademir, no caso ai não basta girar, vc tem que acertar a relação entre polia do roda com a do alternador, alternadores mais antigos tem que girar a 2000 Rpm (Rotações por Minutos), alguns mais novos 600 Rpm, a relação entre giro da polia da roda e polia do alternados é essencial, não sei se te ajudei.

    Responder

  20. leandro fernandes de oliveira disse:

    eu ja tentei fazer uma roda dagua para gerar enegia na fazenda do meu pai mas nao conssegui,como sera que eu fasso para ir enegia?

    Responder

    gilmar reply on maio 24th, 2012 13:19:

    O Jeremias conseguiu, fala com ele, esta ai em cima.

    Responder

  21. gilmar disse:

    Gostaria de saber qual a relação entre KW (potência) em relação a um Gerador de 5000 KWA, Jéssica comentou que um KW corresponde a 1000 W, qual seria a relação para meu gerador funcionar em uma roda d’agua?

    Responder

  22. joao disse:

    que gerador posso usar para uma tençao 110 ou 220 no sistema roda agua

    Responder

  23. Renato disse:

    Parabéns pela página
    Eu construi um pequeno lago decorativo nos fundos de minha casa de +- 10m de largura por 20m de comprimento e 1,40m de profundidade. Estou criando carpas. Instalei uma bomba imersa de 220v 60hz marca Orca de 318 watts, que bombeia 19100 litros/hora de água para uma cascatinha que corre atraves de um pequeno córrego com aquaticas que de volta para o lago. Isto serve para oxigenar e filtrar a agua. Quero agora instalar uma roda d’agua nesta cascata para gerar energia suficiente para alimentar esta bomba. Assim não gasto energia da rede pública que é cara. Que tipo de gerador 220v e onde encontro um. E qual a relação tamanho da roda e de correias e polias para gerar a energia necessária?

    Responder

  24. Micaelen disse:

    BOa Tarde, gostaria de saber como fazer uma roda d’agua la na chacara, é porque lá não tem energia, ai meu pai queria usar a força da roda d’agua para gerar energia elétrica. A gente sabe como fazer, mas não tem noção nem poor onde começar, sabe a respeito do nivel, dos materiais… Seria uma energia transformada para uma familia de 5 pessoas, alguém pode me dá uma explicação?

    Responder

  25. francisco assis borges disse:

    Eu adiguiri uma rodagua
    Demais ou menos cem anos de frabricacao ela tem guatro metros e vinte de altura e um metro largura eu gostaria de colocar em minha peguena propriedade eu gostaria gue alguem me ajudasem desde ja muinto obrigado bom jesus do itabapoana rio de janeiro.

    Responder

Deixe um comentário