Inventarea morii de vânt

Inventarea morii de vânt a reprezentat o realizare extrem de importantă pentru omenire. În loc să se străduiască să înfrângă mama-natură, oamenii au învăţat să lucreze împreună cu ea şi să-i folosească puterea. Cea mai timpurie utilizare a puterii vântului a fost constituită de barca cu pânze, iar concluziile trase astfel au avut un impact deosebit asupra morilor de vânt cu palete în formă de vele. Navigatorii din antichitate înţelegeau conceptele de forţă de împingere şi de rezistenţă la înaintare şi le foloseau zilnic. Oamenii au aplicat mult mai târziu aceste cunoştinţe la morile de vânt.

Primele mori de vânt au fost inventate pentru automatizarea proceselor de măcinare a grăunţelor şi de pompare a apei. Acestea presupuneau o muncă fizică extrem de istovitoare, astfel că nevoia de a o uşura era lesne de înţeles. Primul model al unei mori de vânt a apărut în Persia în jurul anilor 500-900. Erudiţii consideră că aceasta a fost concepută ca să pompeze apă, deşi mecanismul de funcţionare nu este cunoscut cu exactitate, fiindcă nu s-au păstrat planuri sau schiţe ale acestuia. Potrivit legendelor transmise prin viu grai, moara de vânt a fost concepută cu vele verticale construite din snopuri de trestie sau de crengi de lemn ataşate de un ax vertical prin traverse orizontale.

Prima moară de vânt atestată documentar măcina grăunţe. În cazul acestui model, piatra de moară era ataşată de acelaşi ax vertical. Maşinăria era adăpostită într-o clădire, astfel încât vântul să nu afecteze procesul de măcinare. Prima utilizare cunoscută a morii cu ax vertical în China a avut loc în anul 1219, deşi unii consideră că ar fi avut loc cu mult înainte - chiar înaintea celei din Persia - dar această ipoteză nu poate fi demonstrată. Aceste mori erau, de asemenea, folosite pentru măcinarea cerealelor şi pomparea apei.

În momentul apariţiei morilor de vânt în Europa occidentală, în jurul anului 1300, acestea funcţionau cu un ax orizontal. Deşi nu se cunoaşte exact motivul, unii presupun că apariţia roţii de apă (ce avea o configuraţie orizontală) a avut efect asupra designului morii. Un alt motiv al utilizării axului orizontal este acela al eficienţei sporite. Morile cu ax vertical pierd din energie deoarece trebuie să protejeze paletele care se întorc din cauza vântului care bate din faţă.

Olandezii au început încă din 1390 să perfecţioneze designul morii-turn. Pentru obţinerea unor rezultate cât mai bune, au montat elicea morii în vârful unui rum cu o înălţime semnificativă. În interiorul acestuia existau mai multe etaje cu diferite roluri, printre care stocarea cerealelor, îndepărtarea plevei (resturile de la seminţe) şi măcinarea grăunţelor. La nivelul inferior locuiau morarul şi familia sa.

Moara-turn trebuia reorientată manual pentru a prinde vânt din faţă în scopul de a-i optimiza eficienţa şi a-i păstra integritatea structurală. Acestea erau responsabilităţile principale ale morarului. Mai târziu, o primă perfecţionare a morilor europene a constat în introducerea velelor care generau portantă aerodinamică. Acest lucru era foarte important, deoarece îmbunătăţea eficienţa rotorului (ce se rotea mai repede cu un efort mai mic) prin comparaţie cu cea a morilor persane. În concluzie, această inovaţie a crescut eficienţa proceselor de măcinare şi de pompare a apei. Totuşi, procesul de perfecţionare a paletei de moară cu velă a durat aproape cinci secole.

Scopul constant era eficienţa, iar în momentul încheierii procesului, velele aveau toate caracteristicile necesare pentru ca performanţa lor să poată fi comparată cu aceea a unei turbine eoliene moderne. Unele dintre aceste caracteristici includeau muchii de atac şi de scurgere diferite ale paletelor (ca în cazul aripilor sau elicelor de avioane) şi o poziţionare corectă a paletelor pe un rotor. Morile de vânt erau atât de importante la un moment dat în Europa, încât pot fi considerate drept „motorul electric” al Europei înaintea inventării motoarelor electrice şi chiar înaintea începutului Revoluţiei Industriale. Aplicaţiile lor erau atât de diversificate, variind de la măcinarea cerealelor la pomparea apei, tăierea cherestelei sau procesarea diferitor mărfuri, încât au fost indispensabile timp de secole.

La sfârşitul secolului al XIX-lea a început să se renunţe treptat la construirea morilor-turn, odată cu creşterea cererii de motoare cu aburi. În vestul Statelor Unite au început să apară mori de dimensiuni mai mici, perfect calibrate pentru o eficienţă maximă. Primele mori aveau patru palete de elice din lemn, fiind urmate de mori cu şipci subţiri de lemn fixate pe cadre, de asemenea din lemn. Multe dintre aceste mori de vânt aveau cozi pentru a se orienta singure pe direcţia vântului. Cea mai importantă îmbunătăţire adusă morii americane de vânt de tip ventilator a fost apariţia paletelor de oţel în anul 1870. Aceste palete erau mai uşoare şi mai flexibile când erau îndoite sub diferite forme.

În perioada 1850-1970 au fost instalate numai în Statele Unite peste şase milioane de mori de mică putere (un cal-putere sau mai puţin). La sfârşitul secolului al XIX-lea, modelul american cu palete multiple a fost folosit la prima moară de vânt care a generat electricitate. În timpurile moderne, morile de vânt s-au bucurat de multe îmbunătăţiri realizate cu un alt scop, la fel de important, şi anume generarea de electricitate, în acest sens, sistemele modeme de energie eoliană sunt inspirate din designul elicelor şi aripilor de avion.

Check Also

Inventarea telegrafului

Ceea ce este interesant de remarcat este că Samuel F.B. Morse, inventatorul telegrafului, şi-a început …

Inventarea telefonului

Inventarea telefonului Inventarea telefonului, Invenţii, Telefon În mod ironic, inventarea telefonului a fost marcată de o lipsă …

Inventarea tancului

Ca armă militară, tancul a schimbat pentru totdeauna aspectul bătăliilor terestre. Acesta a apărut ca …

Inventarea şurubului

Se spune că în timpul unei vizite în Egipt, filozoful grec Arhimede ar fi realizat un …

Inventarea submarinului

Nu este nevoie să ne gândim prea mult pentru a putea aprecia efectul submarinului asupra …