Se bem que este dispositivo não opere com energia elétrica, na verdade ele tira a energia dele mesmo, seu princípio físico é extremamente interessante podendo até dar ideias para os leitores inventivos utilizarem o mesmo princípio em aplicações elétricas e térmicas. Diante da crise da água e da falta de energia que se avizinha, o artigo é extremamente oportuno.
Você acha que é possível bombear água para um reservatório elevado a partir de um córrego, usando a própria pressão da água que flui no córrego?
Se você acha que não, pois o princípio da conservação da energia dis que é impossível criar energia, então você não conhece o Carneiro Hidráulico.
Não, ele não viola o princípio da conservação da energia, pelo contrário, o aproveita de forma muito inteligente.
O princípio da conservação da energia nos diz que não podemos criar nem destruir a energia, apenas transformá-la.
Este princípio é bem conhecido de nossos leitores que trabalham com eletrônica, pois existe um componente que pode ser tomado como exemplo, e que usamos quase todos os dias: o transformador.
O transformador e o princípio da conservação da energia
Quando aplicamos uma tensão no enrolamento primário de um transformador, flui uma corrente. A tensão e a corrente determinam a potência, ou quantidade de energia por segundo, aplicado a esse componente.
Se obtemos no enrolamento secundário uma tensão maior, evidentemente a corrente máxima será menor, justamente porque o produto das duas, que determina a potência, deve ser mantido.
O mesmo é válido se a tensão do secundário for menor. Podemos obter uma corrente maior. (figura 1)
Isso nos mostra que podemos elevar a tensão com uma perda da corrente.
Na hidráulica
Podemos trabalhar com o mesmo princípio, agora usando líquidos, ou seja, a pressão hidráulica, que é justamente usado no Carneiro Hidráulico.
Se tivermos dois pistões interligados, mas com diâmetros diferentes, eles funcionam exatamente como um “transformador hidráulico”, conforme mostra a figura 2.
A vantagem mecânica obtida nesta configuração pode ser calculada pelas seguintes fórmulas: (do livro Manualde Mecatrônica de Newton C. Braga)
Ganho de força
F1/F2 = S1/S2 (f3.7)
Onde:
F1 é a força aplicada ao pistão menor
F2 é a força aplicada ao pistão maior
S1 é a área do pistão menor
S2 é a área do pistão maior
Deslocamento
F1/F2 = d2/d1 (f3.8)
Onde:
F1 é a força aplicada ao pistão menor
F2 é a força aplicada ao pistão maior
d1 é o deslocamento do pistão menor
d2 é o deslocamento do pistão maior
Estas fórmulas nos mostram que se aplicarmos uma força (pressão) no cilindro maior, no cilindro menor teremos menor força, mas o deslocamento será maior.
O Carneiro Hidráulico
Estes princípios da física nos levam a um arranjo muito interessante e muito usado em sistemas de irrigação e mesmo de bombeamento de água, podendo ser adquirido pronto ou até mesmo fabricado com peças comuns como garrafas PET e canos de PVC, conforme muitos filmes que podem ser vistos no Youtube.
A ideia é simples: se tivermos um corego que apresente um desnível de 1 metro, e por onde fluem 100 litros de água por segundo, podemos usar a pressão dessa água neste desnível para bombear 1/10 da água (10 litros por segundo) a uma altura 10 vezes maior, ou seja, 10 metros.
Em outras palavras, podemos usar a própria pressão da água para bombear uma parte dela a uma altura maior.
Na prática o rendimento é menor, como nos transformadores elétricos, mas podemos bombear uma boa quantidade de água para um reservatório mais elevado, conforme mostra a figura 3.
O princípio do funcionamento está no que se denomina efeito do Ariete. O nome se deve a comparação com uma antiga arma medieval para arrombar fortalezas. Esta “arma” tinha uma cabeça em forma de carneiro, daí seu nome. (figura 4)
O fato é que “batendo” continuamente na porta do inimigo, a força se multiplicava e ela era arrombada.
No caso do aríete hidráulico, ele é formado por uma válvula que abre e fecha com a pressão que se acumula num reservatório e aumentando, consegue impulsionar a água (em quantidade menor) para um reservatório mais elevado.
Na figura 5 temos um tipo comercial que pode ser adquirido pela internet no site. http://www.cataventoskenya.com.br/carneirohidr.html
Sugestão
Um dos problemas que temos hoje em relação ao consumo de energia elétrica é o representado pelos aparelhos de ar condicionado.
De fato, assim como as geladeiras e freezers, o ar condicionado é um dos aparelhos que gasta mais energia em nossas casas, empresas e outros locais.
No entanto, o que o ar condicionado faz é mover calor, ou seja, transferir calor de um local para outro.
Isso significa que um sistema que aproveitasse o calor para movimentar o calor seguiria o mesmo princípio do carneiro hidráulico.
Assim, uma diferença de temperatura maior, por exemplo, de um painel solar poderia ser usada para transferir calor de um ambiente para outro baixando assim a temperatura do primeiro.
Resta que alguém inventivo descubra como fazer isso e terá criado realmente um sistema que pode ter um enorme valor comercial.
