Construir uma turbina de água
As rodas ou turbinas de água são uma construção antiga, mas ainda hoje são utilizadas nas barragens hidroelétricas para produzir eletricidade. Vamos descobrir como funcionam?
Ao longo da História, o ser humano tem utilizado a energia da queda e do fluxo de água para produzir energia - desde as rodas de água utilizadas para moer cereais até às modernas barragens hidroelétricas para fornecer energia às cidades.
As turbinas de água consistem num eixo montado com um círculo de pás e existem nas barragens para produzir eletricidade de forma sustentável.
Nesta atividade, vais poder fazer a tua própria turbina movida a água e aprender sobre a ciência envolvida nesta tecnologia.
MATERIAL
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Garrafa de plástico de 2 litros
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2 bobinas de costura
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Disco de cartão (10 cm de diâmetro)
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X-ato ou outro objeto afiado
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Plasticina ou pasta de modelar (tamanho de punho pequeno)
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Funil
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Fita-cola (60 cm)
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Régua
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Pistola de cola quente
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Tesoura
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Jarro ou outro recipiente
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Tabuleiro
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Cavilha de madeira ou pau (30 cm)
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Fio (1 m)
PREPARAÇÃO
As barragens utilizam o conceito de turbina de água para gerar eletricidade. A água, ao cair de um reservatório para a entrada, converte a sua energia potencial gravitacional em energia cinética. Esta água em rápido movimento atinge as pás de uma turbina dentro da barragem, fazendo-a girar. A turbina está ligada a um gerador (por meio de um eixo) que produz corrente elétrica. A eletricidade produzida é então enviada por linhas elétricas de longa distância para onde é necessária, como as nossas casas.
Recorrendo a materiais simples, vais poder construir um exemplar de turbina que te permitirá visualizar como funcionam. Para facilitar a construção, sugerimos projetar um vídeo explicativo da atividade para que os alunos possam acompanhar as instruções passo a passo.
ATIVIDADE
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Primeiro, pega numa garrafa de 2 litros de água e mede um buraco retangular de 15 cm por 8 cm, que te permitirá colocar a turbina no seu interior.
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Logo abaixo deste buraco, marca um orifício mais pequeno (cerca de 2 cm por 3 cm), que permitirá a saída da água à medida que esta passa pelo modelo. Para cortar estes orifícios, primeiro utiliza um x-ato ou algo afiado para furar a garrafa e depois uma tesoura para alargar o buraco e cortar o retângulo ao longo das linhas desenhadas. Pede ajuda a um adulto para este passo, se precisares.
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Agora é altura de começar a construir a turbina. Começa por pegar no retângulo maior que cortaste da garrafa e usa a régua para medir quatro retângulos mais pequenos, com 3 cm por 3,5 cm. Estes funcionarão como as pás da turbina.
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Agora, divide a bobina de costura em quatro com uma caneta marcadora, para garantir que as pás ficam uniformemente espaçadas. Em seguida, cola as pás da turbina nas linhas marcadas com uma pistola de cola quente. Terás de apertar ligeiramente as duas extremidades da pá enquanto a colas, porque é mais larga do que a bobina de costura. Isto criará uma forma de concha para apanhar a água.
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A seguir, vamos fazer alguns furos para a cavilha de madeira ou pau. A partir do topo da garrafa, mede 12 cm para baixo e marca duas pequenas fendas de 2 cm por 1 cm na parte lateral da garrafa. Tal como fizeste no ponto 2, utiliza o x-ato e a tesoura para cortar os buracos.
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Agora vamos juntar tudo. Segura a turbina no interior da garrafa e alinha a bobina de costura entre os dois orifícios superiores e diretamente abaixo do gargalo da garrafa. Neste ponto, certifica-te de que a concha da pá da turbina está virada para cima para recolher a água. Põe um pouco de cola no interior da bobina e introduz a cavilha através das fendas na parte lateral da garrafa e através da bobina.
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Para manter a cavilha no lugar, enrola fita-cola à volta da cavilha, no exterior da garrafa, para evitar que se desloque para o lado.
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Em seguida, põe cola no interior do eixo central da outra bobina de costura e cola-a sobre uma das extremidades da cavilha. Depois cola o disco de cartão na extremidade da bobina. Caso a cavilha não fique direita, podes utilizar um pouco de massa de modelar ou plasticina para equilibrar o peso do disco de cartão.
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Coloca o teu modelo num tabuleiro para que a água que escorrer do orifício mais baixo caia no tabuleiro.
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Coloca um funil no gargalo da garrafa e prende-o com massa de modelar.
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Por fim, verte a água através do funil e observa a turbina a girar!
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Podes reproduzir a forma como a energia é gerada a partir da água para acionar um mecanismo, ligando um fio de 1 metro à bobina de costura. Deita água nas pás e observa o fio a rodar para confirmares a eficácia da tua turbina.