Reciben este nombre los motores destinados á utilizar la accion del viento en cualquier trabajo industrial, sea el que fuere; así es que no parece apropiado el nombre de molino; pero con este nombre se le conoce en la práctica y así le tomamos.
Consiste, en general, en unas paletas al aire libre, que reciben la accion del viento haciéndolas girar en un sentido determinado, produciendo un movimiento de rotacion que se comunica al árbol en que se hallan insertadas.
La causa principal de los vientos es debida á los cambios de temperatura que experimentan diferentes regiones del globo terrestre. Por ejemplo: si llueve en una provincia é inmediatamente se produce la evaporacion de las aguas que cubren su superficie, la temperatura descenderá contrayéndose al propio tiempo el aire, dando origen este fenómeno á diversas corrientes atmosféricas, que se extienden hasta las provincias comarcanas.
La brisa del mar y el terral que sopla de la tierra al mar durante la noche, tienen el mismo origen; pero recientes experiencias han probado que existen ciertas corrientes atmosféricas debidas á la accion atractiva del sol y la luna. Estas mareas de la atmósfera, como toda clase de vientos, son apreciados rigurosamente en los observatorios meteorológicos, con cuyos datos debe contar el constructor de un molino de viento. Desgraciadamente son tan escasos los establecimientos citados, que no podemos expresar los datos de tan importante cuestion en cada localidad, ni aun remitir al lector á otra publicacion mas que al Anuario del Observatorio de Madrid, en donde únicamente se hallan los datos de esta capital.
En vista del grande atraso en que yacen estos aparatos en todas las naciones, salvo ciertas comarcas de los Paises Bajos -en que realizan importantes y salvadoras faenas- puede decirse que la disposicion no ha variado nada, en su esencia, desde hace muchos años; y sin embargo, hay diferentes regiones donde se emplean favorables corrientes de aire, con una constancia y rutina dignas, por cierto, de ulteriores progresos.
La accion motora del viento ha sido apreciada en bastante exactitud en funcion de su velocidad. En la siguiente tabla se encuentran estos datos:
Clases de viento | Velocidad | Velocidad | Presion | Presion |
| m. | km. | kg. | kg. | |
| Sensible | 1 | 3,6 | 0,20 | » |
| Suave | 2 | 7,2 | 0.54 | 0,492 |
| Brisa | 6 | 21,6 | 4,87 | 4,428 |
| Viento de los molinos | 7 | 25,2 | 6,64 | 6,027 |
| Fresco | 9 | 32,4 | 10,97 | 9,963 |
| Fuerte | 12 | 43,2 | 19,50 | 17,742 |
| Muy fuerte | 15 | 54,0 | 30,47 | 27,657 |
| Impetuoso | 20 | 72,0 | 54,16 | » |
| Tempestuoso | 27 | 97,0 | 98,17 | » |
| Huracanado | 36 | 129,6 | 176,96 | » |
| Id. extraordinario | 45 | 162,0 | 277,87 | » |
Hay dos sistemas de disponer las aspas de un molino. El primero consiste en implantarlas sobre un árbol vertical, ó á plomo; en este caso, ó se coloca un parapeto que corte la accion del viento haciéndole obrar en un brazo de las aspas, ó estas se disponen de modo, que cada dos, opuestas, tengan la convexidad inversa; y de esta manera la accion del viento que las ataca igualmente, será mas sensible en el aspa que presente la concavidad que en la otra donde la convexidad la inutilizara en parte; roto así el equilibrio, el aspa se pondrá en movimiento.
Este sistema utiliza muy poco la fuerza motriz del aire; por eso no se emplea mas que donde los vientos son muy fuertes ó en los aparatos llamados anemómetros destinados á medir la accion del viento en los observatorios meteorológicos.
El segundo método que se usa casi siempre en la práctica consiste en disponer el eje próximamente horizontal; y en la direccion que generalmente llevan los vientos sobre la superficie de la tierra apreciada en una inclinacion de 15 grados hácia esta, ó sea de 1 m. de base por 2 decimetros y medio poco mas de altura: debiendo tener en cuenta, que esta inclinacion es variable, pero próxima siempre á la que dejamos indicada. Este eje recibe las aspas formado cuatro brazos perpendiculares á él y dispuestos de manera que formen entre sí cuatro ángulos rectos; la longitud de estos brazos puede variar entre 30 ó 40 piés. Debe procurarse que los brazos estén ligeramente encorvados de manera que presenten su concavidad á la cara opuesta al viento. Es asimismo muy útil que estos brazos, por sí y por todas las partes, de que han de constar, formen aspas perfectamente iguales en figura y peso (lámina 4a, figura 7a)
lámina 4a, figura
7a
La disposicion aparente de las aspas está representada en la figura adjunta. O, es el eje, inclinado, sobre que se insertan los cuatro brazos BA, C, D y E; en cada uno de ellos se introducen unos barrotes con cierta inclinacion sobre el eje O, de modo que formen una superficie alabeada, muy á propósito para la mejor utilizacion del viento; y por fin, sobre esta superficie compuesta por los barrotes, se colocan trozos de lona ó tela que la hacen mas compacta á la accion del aire. Este alabeamiento está en sentido inverso en cada dos aspas opuestas, de modo que formen continuacion una de otra, á fin de que la accion del agente motor entre ambas, favorezca la marcha del aparato.
Para disponer la colocacion de los barrotes deberá procederse de este modo: se divide la longitud A'B' del aspa en seis partes iguales, colocando en el extremo el número 6, y el 5, 4, 3 y 2 son las divisiones sucesivas; y á partir de la 2 se toman 2/3 de una de estas divisiones, y se pone el número 1; despues se hace que los barrotes colocados en los puntos 1, 2 y 3 formen con el eje o' un ángulo de 72 grados; el correspondiente al 4, un ángulo de 74°; el del 5, de 77°; y el del 6 de 83°, así formaremos la superficie alabeada del aspa; conviene intercalar barrotes entre los así dispuestos. Se cuidará de que dos largueros cojan cabos de estos barrotes para consolidarlos convenientemente.
El ancho del aspa se hace de 1/6 ó 1/4 de su longitud, y Mr Smeaton, ingeniero inglés, propone ventajosamente que se prolongue el aspa por un lado, hasta que el barrote extremos sea igual á 1/3 de la longitud del brazo, aumentándose los demás hasta el del número 1, que permanece invariable. Cada dos aspas correlativas, por ejemplo la B y D, estarán dispuestas igualmente en la forma y su alabeamiento.
El eje O del movimiento va montado sobre dos soportes (figura 20), uno inmediato á las aspas A, y otro c que coje un pivote de que está armado el extremo del eje, y todo ello, formando un castillete giratorio G para orientar el molino en la direccion del aire.
Figura 20
La palanca E, maniobrada desde el suelo con al auxilio del cabestrante B, mueve á su vez el castillete.
Se sustituye este sistema con un gran timon formado con una vela, colocada verticalmente en el sitio donde se haya situada la palanca, ó bien dos velas dispuestas en ángulo muy agudo. El viento mismo tiende á colocar el plano del timon en direccion conveniente. Este sistema, sin embargo, no se emplea en molinos muy perfeccionados, especialmente en la parte giratoria.
Tambien se disponen los molinos haciendo que el edificio entero gire sobre su base; pero este medio se emplea únicamente con molinos de madera muy bien construidos.
Por lo demás, en el que representa la figura 20 se expresa perfectamente la trasmision del movimiento del eje O al M, que lleva la muela giratoria por medio del engranaje de linterna. En la tolva se introduce el trigo limpio, y cae entre las muelas, que envueltas por una caja herméticamente cerrada, expelen la harina por el tubo de salida r que la conduce á un saco n dispuesto al efecto. Estos molinos han de estar muy vigilados por el molinero, no tanto por la variacion en la direccion del aire que exija el movimiento del castillete, como por los cambios de intensidad del viento que pueden acelerar ó retardar el movimiento de las muelas. Cuando aumente la velocidad, el molinero elevará la muela giratoria á fin de que no se caliente la harina y viceversa.
Otras veces, las aspas, que se orientan por sí mismas, se sustituyen por hélices parecidos en su forma á las que se emplean en los buques.
Y últimamente, se construyen molinos de distintas posiciones y para diversos usos, como el de elevar aguas en los jardines bajo formas elegantes y muy variadas, que á nosotros no nos interesan.
Cálculos de estos molinos.- Se calculan siempre, á no ser en casos extraordinarios, para la velocidad del viento que corre, á 7 metros por segundo; si aumentase, se recogerían las velas; y cuando la velocidad no excede de 4 metros, apenas moverá el aparato, á no ser que marche de vacío. A la velocidad media de 7 metros que hemos indicado, corresponden 12 vueltas de las aspas por minuto; y para obtener el mejor efecto, la velocidad del extremo de estas debe ser algo mas de dos veces y media la del viento y menos de tres.
Se admite que el trabajo de un molino de viento es proporcional á la superficie de cada aspa y al cubo de la velocidad del aire; de modo, que la octava parte del producto de estas dos cantidades, es el trabajo útil del motor.
La fórmula es T=0,13AV³, en que
A, es igual á la superficie del aspa,
V, la velocidad del viento, y
T, el trabajo útil.
Pero es mas sencillo traducir al lenguaje vulgar esta fórmula, tada vez que es fácil:
0,13 es igual á 1/8
A, que es la superficie de un aspa, sabemos que en el molino descrito, suponiéndole de 10 metros la longitud de los brazos, hemos de quitarle una sexta parte, mas una tercera de esta para obtener el largo del aspa. De manera que será:
A, igual á 7m,78.
V, que es la velocidad, nos es conocida, pues la suponemos de 7m por segundo; así, pues, V, elevado al cubo, será 7 multiplicado por 7, y este producto se multiplicará otra vez por siete. De donde
V³ será igual á 343
Así, pues, el trabajo será:
1/8 multiplicado por 7,78 multiplicado por 343, igual á 665 kilográmetros por trabajo útil de una sola aspa, que medido por caballos de vapor, se obtiene
665/75 igual á 8c.v. con 8 décimos.
De este valor se han de descontar las pérdidas de rozamientos y demás resistencias pasivas. Como se comprende fácilmente, á medida que aumenta la velocidad del viento, crece considerablemente el trabajo de este motor, pues esta cantidad entra en la formula multiplicada tres veces por sí misma. Para una velocidad de 10 metros en el viento con el molinos que hemos descrito, el trabajo llega á unos 26 caballos de vapor.
Estos molinos, á pesar de ser los motores mas baratos que pueden construirse, y los mas económicos en gastos de reparaciones, no aconsejamos su empleo en la molinería, pues como su trabajo es muy variable, por lo accidental de la causa que lo produce, nunca obtendremos con este motor ese trabajo acompasado y constante que e ideal para la industria, Así como le recomendamos muy mucho para la elevacion de aguas, en cuyo empleo se utiliza ventajosamente en algunas provincias de España.
Lo accidentado del terreno en nuestro pais hace que los vientos no sean constantes ni frecuentes siquiera, y por esta causa se ven abandonados infinidad de molinos que antiguamente funcionaban porque no había otra cosa.