L'Opera Idraulica Spiegata ai Bambini
L’acqua è una fonte rinnovabile di energia usata fin dall’antichità. Molte delle cose che siamo abituati a vedere funzionare oggi sfruttano l'energia dell'acqua.
L'Ariete Idraulico: Un Esempio Semplice
Un esempio affascinante di come l'acqua può essere utilizzata è l'ariete idraulico. Si tratta di un dispositivo che sfrutta l'energia dell'acqua in movimento per pompare una piccola quantità d'acqua ad un'altezza maggiore. Immagina che sia come avere un piccolo aiutante che usa l'energia di un flusso d'acqua per spingere su un po' d'acqua!
Un Po' di Storia
L'ariete idraulico non è una novità! Fu inventato da John Whitehurst nel 1772; Montgolfier la perfezionò, automatizzandola, nel 1796.
Come Funziona?
L'ariete idraulico sfrutta un fenomeno chiamato "colpo d'ariete". È la stessa energia che si ha in una tubazione dove scorre l’acqua.
Ecco come funziona in parole semplici:
- L'acqua scorre attraverso un tubo di alimentazione.
- Quando il flusso viene interrotto bruscamente, si crea un'onda di pressione.
- Questa onda di pressione viene utilizzata per spingere una piccola quantità d'acqua in una linea di mandata, tramite una valvola di ritenuta.
- L'acqua in eccesso viene scaricata, e il ciclo ricomincia, facendo di nuovo scorrere il flusso e quindi ricominciando il ciclo.
In movimento sono le valvole.
Un ariete idraulico può essere costruito con un tubo di acciaio saldato, del diametro di 120 millimetri, e con un diametro convenientemente elevato. La sua altezza è di circa 70 centimetri e può contenere intorno ai 5 litri d’acqua. Può essere collegata una molla d’acciaio armonico munita di ben tre regolazioni e una superficie di più battuta perfettamente liscia.
Questo sistema può essere utilizzato sia per uso domestico che industriale. Con un rendimento del 60%, si possono pompare 0,2 l./min.
Centrali Idroelettriche: L'Energia dell'Acqua su Grande Scala
Le centrali idroelettriche sono un modo più grande e potente di utilizzare l'energia dell'acqua. L’acqua viene convogliata in un canale di derivazione e attraverso questo viene inviata alle turbine idrauliche. Le turbine sono collegate agli alternatori: dispositivi in grado di trasformare energia meccanica di rotazione in energia elettrica.
Questo tipo di centrali viene costruito lungo fiumi con grosse portate, che garantiscono per tutto l’anno un flusso d’acqua pressoché costante.
Centrali di Pompaggio
Esistono anche centrali idroelettriche speciali, chiamate centrali di pompaggio. Durante il giorno l’acqua accumulata nel bacino superiore viene utilizzata per produrre energia elettrica, come nelle centrali a salto. Nel corso della notte, cioè nei momenti di minore richiesta energetica elettrica, l’acqua contenuta nel bacino a valle può essere fatta risalire in quello che si trova a quota superiore, utilizzando le stesse turbine che, azionate dall’energia elettrica in eccesso, agiscono come un sistema di pompaggio.
Un Triste Ricordo: La Tragedia del Vajont
Purtroppo, a volte l'energia dell'acqua può essere distruttiva. Un esempio tragico è la tragedia del Vajont. Dopo la costruzione della diga si scoprì infatti che i versanti avevano caratteristiche morfologiche (incoerenza e fragilità) tali da non renderli adatti ad essere lambiti da un serbatoio idroelettrico. Le cause della tragedia furono ricondotte ai progettisti e dirigenti della SADE, ente gestore dell’opera fino alla nazionalizzazione, i quali occultarono la non idoneità dei versanti del bacino, a rischio idrogeologico.
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