No. 2116
HYDRAULIC RAMdi John H. Lienhard
Oggi la gravità contro l’incredibile leggerezza dell’essere. Il College of Engineering dell’Università di Houston presenta questa serie sulle macchine che fanno funzionare la nostra civiltà e le persone il cui ingegno le ha create.
Ho appena appreso la cosa più sorprendente: l’inventore della mongolfiera ha anche inventato l’ariete idraulico ad azione automatica, e non riesco a immaginare due cose più opposte. Lasciatemi spiegare l’ariete idraulico: Supponiamo di avere un serbatoio d’acqua e di voler pompare l’acqua in un posto sopra di esso. L’acqua non scorre in salita, ma può produrre energia quando scorre in discesa. Potremmo farla scorrere in discesa attraverso una turbina per generare energia per una pompa.
L’ariete idraulico è un sostituto povero di una turbina costosa. L’acqua scorre in discesa attraverso un tubo. Quando esce attraverso una valvola all’estremità inferiore, guadagna abbastanza velocità da far scattare improvvisamente la valvola. Quando ciò accade, la pressione nel tubo subisce un forte aumento. Questo fa aprire una seconda valvola e spinge l’acqua fuori attraverso di essa. Il processo si ripete, ritmicamente e automaticamente, facendo un forte click-clack. È una pompa meravigliosamente comoda che funziona con l’energia potenziale dell’acqua nel serbatoio. Nessun motore è necessario.
Questo è molto lontano dalle mongolfiere, ma il tessuto di collegamento è di carta. Joseph Montgolfier e suo fratello minore Étienne erano figli del fabbricante di carta Pierre Montgolfier. Joseph era un meccanico autodidatta di prim’ordine, e anche lui creò una fabbrica di carta. Étienne studiò matematica e architettura. Nel 1782, i due iniziarono a sperimentare con palloni fatti di carta e seta. Fecero un volo dimostrativo davanti a Luigi XVI un anno dopo, e poi fecero volare delle persone nei loro palloni. Poi, quando il volo in mongolfiera divenne il nuovo sport da spettatori di Parigi, i fratelli si ritirarono da esso.
Il soave Étienne tornò a lavorare con suo padre. Cercò anche di sviluppare la teoria del pallone. Il timido meccanico Joseph passò ad altre invenzioni, ma nessuna così preziosa come l’ariete idraulico. E inizialmente lo creò per servire la sua cartiera.
Un inventore inglese aveva fatto un primitivo ariete idraulico nel 1772, ma le sue valvole dovevano essere manipolate a mano. Montgolfier fece un immenso miglioramento quando creò una pompa che poteva essere lasciata funzionare da sola, per esempio, nei progetti di drenaggio e bonifica dei terreni.
Questo era il 1796. Un anno dopo, Matthew Boulton, creatore di motori a vapore Boulton-Watt, prese un brevetto britannico a nome di Montgolfier. Seguirono molti altri brevetti e gli arieti idraulici trovarono largo uso durante il diciannovesimo secolo. I motori elettrici cominciarono infine a sostituirli. Ma, nella ricerca di tecnologie appropriate per i paesi in via di sviluppo, stanno tornando in auge.
I fratelli Montgolfier erano uno studio di contrasti. Il giovane Étienne, intellettuale con un forte istinto sociale – è entrato persino in politica. E Joseph, il genio pratico, a cavallo di due mondi: ha usato molto pubblicamente carta effimera e aria calda per realizzare un antico sogno. Poi si voltò per fare uso della solidità corporea del tubo di ferro, e dell’acqua dura come il ferro, per eseguire i nostri ordini pratici – lontano dagli occhi e lontano dal cuore.
Sono John Lienhard, dell’Università di Houston, dove siamo interessati al modo in cui funzionano le menti inventive.
(Musica a tema)
W. A. Smeaton, Montgolfier, Étienne Jacques de & Montgolfier, Michel Joseph de, C. C. Gillispie, ed., Dictionary of Scientific Biography, Vol. IX (New York: Charles Scribner’s Sons, 1974). (L’immagine di Joseph Montgolfier qui sopra è per gentile concessione del National Air and Space Museum.)Per un trattamento meravigliosamente chiaro del 20° secolo dell’ariete idraulico, scritto per l’uso nei paesi in via di sviluppo, vedi S. B. Watt, A Manual on the Hydraulic Ram for Pumping Water. (Silsoe, Bedford, UK: Intermediate Technology Development Group, 1975) Sono molto grato a questa fonte per il diagramma schematico qui sotto.
Vedi anche: http://en.wikipedia.org/wiki/Hydraulic_ram
Un ariete idraulico a basso costo che può essere realizzato con parti comuni off-the-shelf.The Engines of Our Ingenuity è Copyright © 1988-2006 di John H. Lienhard.
