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26 agosto 2019

Le invenzioni idrauliche nell’antichità

Le invenzioni idrauliche nell’antichità

La capacità dell’uomo di catturare l’acqua anche in condizioni estreme è stata da sempre la condizione imprescindibile per lo sviluppo dell’economia ed in particolare dell’agricoltura.
Le prime opere idrauliche furono costruite in Oriente, ad opera dei Sumeri e dei Fenici, che attraverso canali e cunicoli sotterranei rifornivano l’acqua alle città. I Greci e i Romani hanno poi ripreso e migliorato le strutture realizzate da questi ultimi.
Ma prima di arrivare alla complessità dei sistemi di captazione e adduzione sviluppati nella Roma imperiale, l’uomo ha dovuto affrontare il problema di portare l’acqua a livello del terreno per potersene servire.
Nacquero così le prime macchine idrauliche, alcune delle quali sono ancora in uso presso zone remote dell’Africa e dell’Asia.
Prima di queste macchine idrauliche, il sistema più elementare consisteva nel calare un secchio con una corda, in modo da avere il necessario per il consumo umano. Ma la forza dell’uomo limitava la quantità sollevata e la portata risultava intermittente.
La prima vera innovazione nel campo del sollevamento dell’acqua fu il bilanciere che permetteva anche ad un singolo uomo, di sollevare, con pochissimo sforzo, secchi pesanti, ad alcuni metri dal livello a cui si trovava. Si tratta essenzialmente di una trave posizionata su un fulcro asimmetrico alla cui estremità più lontana dal punto di sospensione si trova un contenitore, secchio, mentre dalla parte opposta, un contrappeso. Quando il dislivello era considerevole, si utilizzavano diversi bilancieri disposti in serie lungo la scarpata. Tuttavia, la macchina non permetteva di raggiungere grandi profondità, inoltre il flusso era discontinuo.
Alla fine del Medioevo si utilizzavano ancora meccanismi che ricordano il bilanciere. Si basano sul movimento altalenante di una leva e per questo furono chiamati Altaleni.
Gradualmente ci si avvicinò all’ottenere un flusso continuo dell’acqua sollevata utilizzando, invece che un solo contenitore, una serie di contenitori fissati ad una fune o ad un nastro circolari chiusi su due carrucole alle quali si applicava o la forza di uomini o di animali.
Vitruvio (I secolo a.C.), racconta che un tale dispositivo era stato applicato per la prima volta da Philo di Bisanzio (III sécolo a.C.) e per questa ragione è chiamata ruota di Philo la cui naturale evoluzione è la Sāqiya, comparsa in Egitto intorno al 2000 a.C. Il dispositivo è costituito da una ruota verticale a cui sono legati una serie di secchi, oppure otri. Alla ruota verticale è accoppiata una ruota orizzontale che le trasmette il movimento rotatorio, a questa indotto dalla rotazione di una lunga asta fissata al suo centro e normalmente spinta da un animale da soma. L’acqua sollevata con i secchi viene trasferita per gravità in una canalizzazione o vasca di raccolta. Questa macchina riscosse un notevole successo, tant’è che si diffuse nel bacino del Mediterraneo, poi in Europa e nell’Asia centrale sino in Cina; giunse poi, nel XVI secolo, anche nelle terre americane ad opera di tecnici spagnoli.
Una macchina derivata dalla Sāqiya, ma concettualmente più sofisticata, è la Noria. I tratti di una ruota di grande diametro, verticale, munita di raggi di legno che terminano a forma di pala. L'acqua in movimento spinge le pale facendo girare la ruota la quale, con i numerosi contenitori (otri, secchi, vasi…) collocati sulla circonferenza, solleva l'acqua.
Infine, non possiamo trascurare la vite di Archimede anche se recenti studi indicano che essa potrebbe essere molto anteriore ad Archimede, in quanto utilizzata per irrigare i giardini di Babilonia.
La macchina è costituita da una grossa vite (coclea) posta all'interno di un tubo. La parte inferiore del tubo è immersa nell'acqua; ponendo in rotazione la vite, ogni giro raccoglie un certo quantitativo di liquido che viene sollevato lungo la spirale fino ad uscire dalla parte opposta, dove viene scaricato in una vasca di raccolta.