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Molino

Molino de viento en Sønderho , Fanø, Dinamarca. Tipo holandés, construido en 1895. Un molino de viento es una máquina que funciona gracias a la fuerza del viento que actúa sobre...

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Molino de viento en Sønderho , Fanø, Dinamarca. Tipo holandés, construido en 1895.

Un molino de viento es una máquina que funciona gracias a la fuerza del viento que actúa sobre aspas o palas para moler grano ( molinos harineros ). Los molinos de viento se utilizaron durante la Alta Edad Media y principios de la Edad Moderna ; el molino de viento horizontal o panemone apareció por primera vez en Persia durante el siglo IX, y el molino de viento vertical apareció por primera vez en el noroeste de Europa en el siglo XII. [ 1 ] [ 2 ]

Precursores

Reconstrucción del siglo XIX del órgano de Heron, accionado por el viento.

Las máquinas impulsadas por el viento se han utilizado desde tiempos antiguos. El emperador babilonio Hammurabi utilizó la energía de los molinos de viento para su proyecto de irrigación en Mesopotamia en el siglo XVII a. C. [ 3 ]

Más tarde, Herón de Alejandría (Herón) en el Egipto romano del siglo I describió lo que parece ser una rueda impulsada por el viento para accionar una máquina. [ 4 ] [ 5 ] Su descripción de un órgano impulsado por el viento no es un molino de viento práctico, sino que era un juguete primitivo impulsado por el viento o un concepto de diseño para una máquina impulsada por el viento que podría o no haber sido un dispositivo funcional, ya que hay ambigüedad en el texto y problemas con el diseño. [ 6 ] Otro ejemplo temprano de una rueda impulsada por el viento fue la rueda de oración , que se cree que se usó por primera vez en el Tíbet y China , aunque hay incertidumbre sobre la fecha de su primera aparición, que podría haber sido alrededor del año 400 a. C. , el siglo VII, [ 7 ] o después del siglo IX. [ 6 ]

Uno de los primeros diseños de molinos de viento funcionales registrados se inventó alrededor del año 700-900 d . C. en Persia . [ 8 ] [ 9 ] Este diseño era el panemone , con aspas verticales de madera ligeras sujetas mediante puntales horizontales a un eje vertical central. Se construyó inicialmente para bombear agua y posteriormente se modificó para moler grano . [ 10 ] [ 11 ]

molinos de viento horizontales

El molino de viento horizontal persa, el primer molino de viento práctico.
Molino de Hooper, Margate, Kent, un molino de viento horizontal europeo del siglo XVIII.

Los primeros molinos de viento prácticos fueron los molinos de viento panemone , que utilizaban aspas que giraban en un plano horizontal, alrededor de un eje vertical. Hechos de seis a doce aspas cubiertas con esteras de junco o tela, estos molinos de viento se utilizaban para moler grano o extraer agua. [ 12 ] Un relato medieval informa que la tecnología de molinos de viento se utilizaba en Persia y Oriente Medio durante el reinado del califa Rashidun Umar ibn al-Khattab ( r. 634–644 ), según la conversación del califa con un esclavo constructor persa. [ 13 ] La autenticidad de parte de la anécdota que involucra al califa Umar es cuestionada porque fue registrada recién en el siglo X. [ 14 ] El geógrafo persa Estakhri informó que los molinos de viento funcionaban en Khorasan (Irán oriental y Afganistán occidental) ya en el siglo IX. [ 15 ] [ 16 ] Estos molinos de viento se usaban ampliamente en Oriente Medio y Asia Central, y posteriormente se extendieron a Europa, China e India desde allí. [ 17 ] En el siglo XI, el molino de viento de eje vertical había llegado a partes del sur de Europa, incluyendo la península ibérica (a través de Al-Ándalus ) y el mar Egeo (en los Balcanes ). [ 18 ] Un tipo similar de molino de viento horizontal con aspas rectangulares, utilizado para el riego, también se puede encontrar en la China del siglo XIII (durante la dinastía Jurchen Jin en el norte), introducido por los viajes de Yelü Chucai a Turkestán en 1219. [ 19 ]

En Europa, durante los siglos XVIII y XIX, se construyeron molinos de viento de eje vertical en pequeñas cantidades, [ 12 ] por ejemplo, el molino de Fowler en Battersea , Londres, y el molino de Hooper en Margate, Kent . Estos ejemplos de principios de la Edad Moderna no parecen haber sido influenciados directamente por los molinos de viento de eje vertical del período medieval, sino que parecen haber sido inventos independientes de ingenieros del siglo XVIII. [ 20 ]

molinos de viento verticales

Un molino de viento en Kotka , Finlandia, en mayo de 1987.

El molino de viento de eje horizontal o vertical (llamado así por el plano de movimiento de sus aspas) es un desarrollo del siglo XII, utilizado por primera vez en el noroeste de Europa, en el triángulo formado por el norte de Francia , el este de Inglaterra y Flandes . [ 21 ] No está claro si el molino de viento vertical fue influenciado por la introducción del molino de viento horizontal desde Persia-Oriente Medio al sur de Europa en el siglo anterior. [ 22 ] [ 23 ]

La referencia más antigua y certera a un molino de viento en el norte de Europa (que se supone que era de tipo vertical) data de 1185, en el antiguo pueblo de Weedley en Yorkshire, que estaba situado en el extremo sur de Wold con vistas al estuario del Humber . [ 24 ] También se han encontrado varias fuentes europeas anteriores, aunque con una fecha menos precisa, del siglo XII que hacen referencia a molinos de viento. [ 25 ] Estos primeros molinos se utilizaban para moler cereales . [ 26 ]

Molino de postes

La evidencia actual indica que el primer tipo de molino de viento europeo fue el molino de poste, llamado así por el gran poste vertical sobre el que se equilibra la estructura principal del molino (el "cuerpo" o "chatarra"). Al montar el cuerpo de esta manera, el molino puede girar para orientarse hacia la dirección del viento; un requisito esencial para que los molinos de viento funcionen económicamente en el noroeste de Europa, donde la dirección del viento es variable. El cuerpo contiene toda la maquinaria de molienda. Los primeros molinos de poste eran del tipo hundido, donde el poste se enterraba en un montículo de tierra para sostenerlo. Posteriormente, se desarrolló un soporte de madera llamado caballete . Este solía estar cubierto o rodeado por una caseta circular para protegerlo de la intemperie y proporcionar espacio de almacenamiento. Este tipo de molino de viento fue el más común en Europa hasta el siglo XIX, cuando los molinos de torre y de timón , más potentes, los reemplazaron. [ 27 ]

Molino de postes huecos

En un molino de poste hueco, el poste sobre el que se monta el cuerpo está ahuecado para alojar el eje de transmisión. [ 28 ] Esto permite accionar la maquinaria por debajo o por fuera del cuerpo, a la vez que se puede girar el cuerpo contra el viento. Los molinos de poste hueco que accionaban ruedas de pala se utilizaron en los Países Bajos para drenar humedales desde principios del siglo XV en adelante. [ 29 ]

Molino de torre

Molino de viento en las islas Azores , Portugal
Molinos de torre en Consuegra , España

A finales del siglo XIII, se introdujo el molino de torre de mampostería, en el que solo gira la cúpula en lugar de todo el cuerpo del molino. La proliferación de los molinos de torre coincidió con el crecimiento económico, que requería fuentes de energía más grandes y estables, aunque su construcción era más costosa. A diferencia del molino de poste, solo la cúpula del molino de torre necesita orientarse hacia el viento, por lo que la estructura principal puede ser mucho más alta, lo que permite alargar las aspas y, por consiguiente, realizar un trabajo útil incluso con vientos flojos. La cúpula puede orientarse hacia el viento mediante cabrestantes o engranajes en su interior, o bien desde un cabrestante en el mástil de cola, fuera del molino. Un método para mantener la cúpula y las aspas orientadas hacia el viento automáticamente consiste en utilizar un aspillero auxiliar , un pequeño molino de viento montado perpendicularmente a las aspas, en la parte trasera del molino. Estos aspilleros auxiliares también se instalan en los mástiles de cola de los molinos de poste y son comunes en Gran Bretaña y los países de habla inglesa del antiguo Imperio Británico, Dinamarca y Alemania, pero son raros en otros lugares. En algunas zonas del mar Mediterráneo se construyeron molinos de torre con capiteles fijos porque la dirección del viento variaba poco la mayor parte del tiempo.

Molino de vapor

Dos molinos de viento con un escenario en Greetsiel , Alemania.

El molino de torre es una evolución posterior del molino de torre, en el que la torre de mampostería se sustituye por una estructura de madera, llamada "mock", que se cubre con paja, tablones u otros materiales como pizarra , chapa metálica o papel alquitranado . El smock suele tener planta octogonal, aunque existen ejemplos con diferente número de lados.

Los molinos de viento de torre inclinada fueron introducidos por los holandeses en el siglo XVII para superar las limitaciones de estos últimos, cuya construcción resultaba costosa y que no podían erigirse en terrenos húmedos. La parte inferior del molino se construía con ladrillo, mientras que la superior era de madera, con una torre inclinada que aportaba mayor resistencia estructural. Esto los hacía ligeros y permitía su instalación en terrenos inestables.

El diseño del molino de viento tipo mocasín incluía una pequeña turbina en la parte trasera que ayudaba a que el molino principal se orientara en la dirección del viento. [ 30 ]

Mecánica

Paño

Molino de viento en Kuremaa , Estonia.
Molino de viento Holgate de 5 aspas en York , Inglaterra.

Las velas comunes consisten en una estructura de celosía sobre la que se extiende la tela. El molinero puede ajustar la cantidad de tela extendida según el viento y la potencia necesaria. En los molinos medievales, la tela se enrollaba y desenrollaba en una disposición de velas tipo escalera. Las velas de molino posteriores tenían una estructura de celosía sobre la que se extendía la tela, mientras que en climas más fríos, la tela se reemplazó por listones de madera, que eran más fáciles de manejar en condiciones de congelación. [ 31 ] La vela de proa se encuentra comúnmente en los países mediterráneos y consiste en un simple triángulo de tela enrollado alrededor de un mástil. [ 32 ]

En todos los casos, es necesario detener el molino para ajustar las aspas. Los inventos realizados en Gran Bretaña a finales del siglo XVIII y durante el siglo XIX dieron lugar a aspas que se ajustaban automáticamente a la velocidad del viento sin necesidad de la intervención del molinero, culminando en las aspas patentadas inventadas por William Cubitt en 1807. En estas aspas, la tela se sustituye por un mecanismo de persianas conectadas. [ 33 ]

En Francia, Pierre-Théophile Berton inventó un sistema que consistía en listones de madera longitudinales conectados por un mecanismo que permitía al molinero abrirlos mientras el molino giraba. En el siglo XX, el mayor conocimiento de la aerodinámica derivado del desarrollo del avión condujo a nuevas mejoras en la eficiencia por parte del ingeniero alemán Bilau y varios constructores de molinos holandeses. La mayoría de los molinos de viento tienen cuatro aspas. Los molinos de aspas múltiples, con cinco, seis u ocho aspas, se construyeron en Gran Bretaña (especialmente en los condados de Lincolnshire y Yorkshire y sus alrededores ), Alemania y, con menos frecuencia, en otros lugares. Se encuentran molinos de aspas múltiples más antiguos en España, Portugal, Grecia, partes de Rumania, Bulgaria y Rusia. [ 34 ] Un molino con un número par de aspas tiene la ventaja de poder funcionar con una aspa dañada quitando tanto la aspa dañada como la opuesta, lo que no desequilibra el molino.

El molino de viento de De Valk en posición de luto tras la muerte de la reina Guillermina de los Países Bajos en 1962.

En los Países Bajos, la posición fija de las aspas, es decir, cuando el molino no está en funcionamiento, se ha utilizado durante mucho tiempo para dar señales. Si las aspas están detenidas en forma de "+" (3-6-9-12 en punto), el molino está abierto. Cuando las aspas están detenidas en forma de "X", el molino está cerrado o no funciona. Una ligera inclinación de las aspas (la aspa superior a la 1 en punto) indica alegría, como el nacimiento de un bebé sano. Una inclinación de las aspas a las 11-2-5-8 en punto indica luto o advertencia. Se utilizó para señalar a la región local durante las operaciones nazis en la Segunda Guerra Mundial , como las búsquedas de judíos. En todo Países Bajos, se colocaron molinos de viento en posición de luto en honor a las víctimas neerlandesas del derribo del vuelo 17 de Malaysian Airlines en 2014. [ 35 ]

Maquinaria

Los engranajes dentro de un molino de viento transmiten la energía del movimiento giratorio de las aspas a un dispositivo mecánico. Las aspas se sostienen en el eje horizontal. Los ejes pueden ser completamente de madera, de madera con un extremo de hierro fundido (donde se montan las aspas) o completamente de hierro fundido . La rueda de freno se instala en el eje entre los cojinetes delantero y trasero. Tiene el freno alrededor del borde exterior y dientes en el lateral del borde que impulsan la rueda dentada horizontal llamada rueda dentada en el extremo superior del eje vertical. En los molinos harineros , la gran rueda dentada, más abajo en el eje vertical, impulsa una o más muelas en los ejes que mueven cada muela . Los molinos de poste a veces tienen una rueda de cabeza y/o de cola que impulsa directamente las muelas, en lugar del sistema de engranajes rectos. Ruedas dentadas adicionales accionan un polipasto de sacos u otra maquinaria. La maquinaria difiere si el molino de viento se utiliza para otras aplicaciones además de moler grano. Un molino de drenaje utiliza otro conjunto de engranajes en el extremo inferior del eje vertical para accionar una rueda de cuchara o un tornillo de Arquímedes . Los aserraderos utilizan un cigüeñal para proporcionar un movimiento alternativo a las sierras. Los molinos de viento se han utilizado para impulsar muchos otros procesos industriales, incluyendo fábricas de papel , trilladoras y para procesar semillas oleaginosas, lana, pinturas y productos de piedra. [ 36 ]

Propagación y declive

Un molino de viento en Gales , Reino Unido. 1815.
Don Quijote siendo golpeado por un molino de viento (ilustración de Gustave Doré , 1863 )
Egbert Lievensz van der Poel , Incendio del molino de viento (siglo XVII), Museo Nacional de Cracovia
Molino de aceite De Zoeker , molino de pintura De Kat y aserradero paltrok De Gekroonde Poelenburg en Zaanse Schans

En el siglo XIV, los molinos de viento se popularizaron en Europa; se estima que el número total de molinos eólicos alcanzó su punto máximo en 1850, cerca de la mitad de las aproximadamente 500 000 ruedas hidráulicas . [ 31 ] Los molinos de viento se utilizaban en regiones con escasez de agua, donde los ríos se congelaban en invierno y en llanuras donde el caudal era demasiado lento para proporcionar la energía necesaria. [ 31 ] Con la llegada de la Revolución Industrial , la importancia del viento y el agua como fuentes primarias de energía industrial disminuyó, y finalmente fueron reemplazados por el vapor (en molinos de vapor ) y los motores de combustión interna , aunque se siguieron construyendo molinos de viento en grandes cantidades hasta finales del siglo XIX. Más recientemente, los molinos de viento se han conservado por su valor histórico, en algunos casos como piezas de exhibición estáticas cuando la maquinaria antigua es demasiado frágil para ponerse en movimiento, y en otros casos como molinos en pleno funcionamiento. [ 37 ]

De los 10 000 molinos de viento en funcionamiento en los Países Bajos alrededor de 1850, [ 38 ] aproximadamente 1000 siguen en pie. La mayoría de ellos son gestionados por voluntarios, aunque algunos molinos harineros aún operan comercialmente. Muchos de los molinos de drenaje se han destinado como respaldo a las modernas estaciones de bombeo. Se dice que el distrito de Zaan fue la primera región industrializada del mundo, con alrededor de 600 industrias que funcionaban con energía eólica a finales del siglo XVIII. [ 38 ] Las fluctuaciones económicas y la revolución industrial tuvieron un impacto mucho mayor en estas industrias que en los molinos de grano y de drenaje, por lo que quedan muy pocos.

La construcción de molinos se extendió a la Colonia del Cabo en el siglo XVII. Los primeros molinos de torre no sobrevivieron a los vendavales de la Península del Cabo , por lo que en 1717 el Heeren XVII envió carpinteros, albañiles y materiales para construir un molino duradero. El molino, terminado en 1718, se conoció como Oude Molen y estaba ubicado entre la estación de Pinelands y el río Black. Aunque fue demolido hace mucho tiempo, su nombre perdura como el de una escuela técnica en Pinelands . Para 1863, Ciudad del Cabo contaba con 11 molinos que se extendían desde Paarden Eiland hasta Mowbray . [ 39 ]

Véase también

Referencias

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Lecturas adicionales

  • R. Gregory, El molino de viento industrial en Gran Bretaña. Phillimore, 2005.
  • Mishmastnehi, Moslem (2021). "Patrimonio tecnológico de los molinos de viento persas". Irán: Revista del Instituto Británico de Estudios Persas . 62 : 103–119 . doi : 10.1080/05786967.2021.1960885 . S2CID 238712550 . 
  • Vowles, Hugh Pembroke : "Una investigación sobre los orígenes del molino de viento", Journal of the Newcomen Society , vol. 11 (1930-31)
  • Ciencias de la Tierra en Australia, Energía Eólica y Molinos de Viento
  • La Sociedad Molinológica Internacional
  • Molinos de viento en Windmill World
  • Base de datos de molinos, Bélgica y Países Bajos. Archivada el 19/11/2009 en Wayback Machine.
  • Un artículo de Geograph y un reportaje fotográfico sobre los molinos de viento en Gran Bretaña.
  • El archivo de Mills
  • Colecciones de molinos de viento y de agua en la Universidad de Kent