Mappa Gerarchica dei contenuti del blog

STEP#25

Bentornati, oggi illustro il lavoro di questo blog con il quale si è indagato l'impiego del verbo/azione pompare in diverse discipline scientifiche, nonché in particolari settori produttivi.

E' stata esaminata l'etimologia del verbo “pompare” ed il suo significato, la sua presenza nella mitologia, la traduzione del termine in alcune lingue straniere e l'uso di esso nella letteratura, nell'arte e nella cinematografia.

Si è studiato lo sviluppo delle macchine idrauliche nel corso della storia, dalla macchina di Ctesibio a quelle progettate nel corso del Medioevo e del Rinascimento, con particolare attenzione ai disegni di Leonardo da Vinci e ad alcune opere appartenenti al “Teatro delle Macchine”.

Tra gli eventi della storia della tecnologia del Settecento è stato esaminato quello relativo alle soluzioni adottate per il drenaggio delle acque freatiche nelle miniere, in particolare la macchina di Newcomen, migliorata poi da Watt, mentre tra quelli dell'Ottocento gli sviluppi della pompa a vuoto e delle sue applicazioni nel settore dei trasporti, nonché l'apertura del primo pozzo petrolifero.

Tra quelli del XX secolo è stata individuata la realizzazione della prima pompa di benzina e vasca idromassaggio.

Tra i fatti di cronaca recenti si è scelto di trattare dei vasti incendi sviluppatisi in Australia, tra il mese di luglio 2019 e il febbraio 2020.

Si è più volte verificato il forte legame del verbo/azione pompare con la geologia. E' stata esposta la tecnica del “fracking” utilizzata per l'estrazione dei gas.

E' apparso rilevante un brevetto che ha per oggetto una pompa impiegata nei processi di desalinizzazione dell'acqua di mare.

Pensando ad un'invenzione futura si è ipotizzata la possibilità di sfruttare gli impulsi elettrici del cervello per alimentare un pacemaker ed è stato inoltre elaborato un volantino pubblicitario.

Come testimonial del blog si è scelto l' inventore greco Ctesibio, padre della pneumatica.

Sperando di aver suscitato il vostro interesse, vi saluto.

STEP#24 (Mappa Concettuale)

STEP#23

STEP#22

Bentornati, pensando ad un'innovazione tecnologica nell'ambito scientifico del verbo/azione che mi è stato assegnato, mi viene immediatamente in mente la pompa volumetrica che ciascuno di noi possiede, ossia il cuore.

Questo complesso sistema di pompaggio ha già costituito oggetto di un altro post ("un particolare tipo di pompa") e ora torniamo ad esaminarlo sotto il profilo tecnico, laddove l'uomo interviene in caso di malfunzionamenti derivanti da patologie più o meno gravi.

Immagine di un pacemaker

Naturalmente l'oggetto del mio interesse è il pacemaker, quella piccola pompa impiantabile che aiuta il cuore a mantenere la giusta frequenza cardiaca inviando ad esso impulsi elettrici.

Attualmente questi dispositivi sono alimentati con batterie di durata limitata, infatti, il paziente, dopo circa 10-15 anni dall'impianto, prima che la batteria si scarichi completamente, è costretto a sottoporsi a un nuovo intervento che, seppur meno invasivo di quello necessario per l'installazione del dispositivo, non è mai privo di rischi.

Immagine di una sinapsi tra due neuroni

Ora, detto questo, la vera rivoluzione sarebbe quella di utilizzare pacemaker privi di batteria: questi dispositivi dovrebbero essere in grado di funzionare traendo energia da altri organi come, per esempio il cervello. E' noto che il funzionamento di esso e legato essenzialmente ad impulsi elettrici che, a loro volta, rappresentano il linguaggio dei neuroni, e vengono prodotti anche durante il sonno.

Si renderebbe necessaria una tecnologia avanzata che richiedesse il dispendio di una minore quantità di energia rispetto a quella attuale, oltre all'impiego di migliori materiali conduttori. Essenziale sarebbe inoltre la capacità del sistema di accumulare una quantità di energia sufficiente a garantire il funzionamento del dispositivo senza interruzioni.

Sarebbe poi ottimale, alla luce della attuale possibilità di controllo da remoto dei dati monitorizzati sul dispositivo, la possibilità di generare allarmi, inviati direttamente dal pacemaker al sistema informatico di gestione dello stesso, installato presso il reparto di cardiologia che ha in carico l'assistenza del paziente. In questo modo il portatore potrebbe essere soccorso in caso di gravi aritmie, protrattesi per un apprezzabile lasso di tempo, senza alcuna iniziativa di richiesta di aiuto da parte del soggetto impiantato.

Completerebbe il pacchetto la possibilità di installare un micro gps all'interno del dispositivo, che si attiverebbe soltanto dopo un certo numero di battiti cardiaci anormali e potenzialmente pericolosi per la vita del portatore, consentendo la localizzazione esatta di quest'ultimo e conseguente tempestivo soccorso.

A presto.

STEP#21

Bentornati, la scarsità delle risorse idriche è una delle più grandi sfide che l'umanità sta affrontando e che sta divenendo sempre più urgente anche a causa dei repentini cambiamenti climatici degli ultimi anni.

La desalinizzazione dell'acqua di mare può offrire un contributo importante alla soluzione del problema. Grazie ad un uno studio guidato dai ricercatori dell'Università di Manchester si è scoperto, infatti, che una membrana di ossido di grafene è in grado di separare il sale dall'acqua.

Anche in Italia, in collaborazione con gli Stati Uniti, sono state condotte numerose ricerche con l'obbiettivo di trovare una soluzione efficace per rendere l'acqua del mare potabile.

Processo di desalinizzazione
ad osmosi inversa

Un gruppo di ingegneri del Politecnico di Torino, insieme ai colleghi del Mit di Cambridge e  dell'Università del Minnesota, si è dedicato allo studio sul processo di osmosi inversa per la dissalazione dell'acqua riscontrando che alcuni materiali porosi riescono a tenere separato il sale, facendosi attraversare dalla sola acqua in pressione.

Attualmente, dato il crescente interesse in materia, è stato esteso l'impiego delle pompe volumetriche anche a questo settore specifico di filtrazione.

Indagando nel web e, in particolare, nel sito Patents, ho trovato un brevetto, depositato l'11 maggio 2018 (nr. 102018000005264), che ha per oggetto una pompa per il filtraggio di fluidi con scambiatore a valvola rotante.

Impianto di desalinizzazione
per osmosi inversa

In questo tipo di filtrazione, l’acqua da filtrare viene inviata a circa 60 Bar verso una speciale membrana ceramica, per essere suddivisa in una corrente filtrata (permeato) e una di scarto (retentato).

Per tale motivo il dispositivo descritto nel nuovo brevetto utilizza una pompa volumetrica a doppio effetto e una seconda valvola rotante per movimentare un secondo gruppo pompante a doppio effetto che sfrutta l’energia contenuta nel retentato, operando di fatto come uno “scambiatore di pressione” tra la corrente di retentato e quella dell’acqua da filtrare.

Per le loro caratteristiche innovative i brevetti delle pompe volumetriche sono nel loro complesso in fase di trattativa per lo sfruttamento industriale da parte di un’azienda nazionale di primaria importanza anche a livello internazionale.

Di seguito si riporta il link con la scheda del brevetto.

A presto.

STEP#20

Bentornati, soffermandoci ora sui prodotti derivanti dall'azione del verbo sotto inchiesta, ho concentrato la mia attenzione sulle modalità di estrazione del gas e del petrolio e mi sono imbattuto nella tecnica del “fracking”, ossia della fratturazione idraulica, attuata sopratutto negli Stati Uniti per estrarre gas da terre argillose, e molto dibattuta sotto il profilo dell'inquinamento ambientale e del possibile aumento del rischio sismico.

Nel sottosuolo abbiamo falde acquifere da dove l'uomo recupera l'acqua attraverso i pozzi. Più in profondità possono esserci strati di roccia contenenti degli idrocarburi, quindi petrolio e gas. 

Rappresentazione grafica dell'impianto di estrazione

La tecnica del “fracking” consiste nella perforazione di pozzi che diventano orizzontali proprio in corrispondenza dei livelli di roccia contenenti gas. Il pozzo scavato ha mediamente un diametro di circa 10 cm, dopodiché nel foro si cola dell'esplosivo per creare una serie di fratture. 

In seguito vengono estese, propagate pompando una miscela di acqua e liquidi corrosivi sotto pressione e poi mantenute aperte introducendo sabbia, ghiaia, microsfere di ceramica come riempitivo permeabile. 

In questo modo viene aumentata la permeabilità e facilitata l'estrazione del gas contenuti nei pori delle rocce. A questo punto con apposite pompe il fluido, precedentemente pompato nelle rocce, viene risucchiato in superficie e stoccato in apposite vasche. La depressione causata da questo risucchio tenderà a tirar fuori anche il gas che verrà poi raccolto.

Torre di fracking

E' interessante osservare che la tecnica di migliorare la produttività di un pozzo di petrolio fratturandone le rocce risale al decennio 1860 quando in Pennsylvania, utilizzando la nitroglicerina, venne migliorata la produzione di alcuni pozzi perforati in rocce compatte. Si tratta dei primi pozzi petroliferi di cui si è trattato nel post: "STEP#14 parte 2".

La comunità ambientalista ritiene che la tecnica del “fracking”, molto diffusa negli Stati Uniti, presenti delle controindicazioni.

Tra le più rilevanti citiamo quella secondo cui la fratturazione indotta possa potenzialmente propagarsi fino alla falda acquifera sovrastante. In America sono stati registrati casi un cui dal rubinetto dell'acqua ad uso domestico fuoriusciva del gas. Inoltre il pozzo stesso potrebbe avere delle perdite di gas che potrebbe riversarsi direttamente nella falda acquifera. Alcuni studi hanno fatto emergere un aumento di rischio sismico nella zona interessata dalla trivellazione, anche se in merito non vi sono ancora evidenze scientifiche, ma sono ancora in corso gli studi.

Il dibattito sull'argomento è vivace, tanto da fare di questa tecnica il soggetto di un film: “Promised Land”.

In attesa di conoscere meglio le conseguenze ambientali legate a questa tecnica estrattiva, in Italia le autorità competenti hanno escluso l'utilizzo di tale tecnica.

Nel seguente link è possibile osservare un'animazione che dimostra in modo semplice le caratteristiche della tecnica.

A presto.

STEP#19

Buon pomeriggio, il verbo/azione che mi è stato assegnato è strettamente connesso alla disciplina scientifica della pneumatica e dell'idraulica, ma anche a quella della geologia e della geotecnica.

La geologia è la disciplina scientifica che studia la terra sotto l'aspetto della sua composizione, della sua struttura e configurazione, della sua superficie e dei processi che vi operano, cercando di giungere alla conoscenza dell’evoluzione che esso ha avuto sin dai primordi della sua formazione.

Rappresentazione grafica dei vari
strati della Terra

E' una disciplina rilevante ai fine della valutazione delle risorse idriche, per l'individuazione ed il risanamento dei problemi ambientali, per la valutazione dei rischi, per l'individuazione delle risorse del sottosuolo (quali il carbone e gli idrocarburi), per lo studio dei mutamenti climatici e dell'ambiente naturale, per la pianificazione territoriale e la realizzazione di opere pubbliche e private.

Immagine raffigurante un vulcano in eruzione

Si suddivide poi in alcune discipline specializzate tra le quali le più note sono la Vulcanologia, la Sismologia, l'Idrogeologia, oggetto di studi ed approfondimenti specie in un Paese come l'Italia esposta ad una serie di rischi specifici.

Il verbo/azione pompare è strettamente connessa allo studio della disciplina della terra laddove l'azione della macchina si svolge nel sottosuolo, talvolta a profondità importanti, come nel caso della trivellazione di pozzi, dalla quale possono derivare conseguenze rilevanti.

A presto.

STEP#18

Buongiorno a tutti, dovendo riferire un fatto di cronaca attinente al verbo/azione che mi è stato assegnato ho subito riflettuto al largo impiego delle pompe idrauliche in caso di gravi calamità naturali, quali alluvioni e incendi.

Pompiere impegnato nel
salvataggio di un koala

Ho pensato che potesse essere interessante approfondire uno dei fatti di cronaca più gravi avvenuti di recente in Australia. Eccone una breve sintesi.

Oltre 8 milioni di ettari di terra in fumo, 28 persone decedute, di cui 3 vigili del fuoco, migliaia di abitanti evacuati, oltre 3 mila abitazioni distrutte, un numero non quantificabile di animali morti e danni ambientali ed ecologici  incalcolabili in un ecosistema unica al mondo: sono i numeri delle conseguenze disastrose di uno degli incendi più gravi avvenuti di recente in Australia che hanno devastato il continente per otto medi: da luglio 2019 a febbraio 2020.

Giorgio Vacchiano, ricercatore e docente alla Statale di Milano, ha fornito una spiegazione scientifica del motivo per il quale questi roghi siano stati così difficili da arginare e spegnere.

Pompiere che usa una lancia antincendio
nelle operazioni di spegnimento

Lo scienziato ha spiegato che per estinguere un incendio è necessario eliminare il combustibile.

L'acqua e il ritardante lanciati dai mezzi aerei possono solo rallentare la combustione, ma per eliminare il combustibile servono le squadre di terra.

Incendi di chioma intensi come quelli che si sono sviluppati in Australia possono generare fiamme alte decine di metri, procedere a velocità superiori a dieci chilometri orari.

 

Motopompa per incendi
boschivi

Gli interventi di terra vengono effettuati ad opera di squadre di Vigili del Fuoco con azioni dirette da raffreddamento, volta ad arrestare o rallentare la combustione.

Il prodotto più utilizzato, per l'abbondanza, l'efficacia e il basso costo, è l'acqua. Questa, infatti, riscaldandosi ed evaporando, sottrae calore all'ambiente circostante. Ovviamente l'uso di additivi migliorano la sua efficacia.

A tal fine le squadre impiegano lance antincendio, naspi e manichette, autobotti, motopompe, atomizzatori, spesso associati agli interventi con lancio tramite aerei ed elicotteri.

Il Corpo dei Vigili del fuoco italiani utilizzano delle motopompe per incendio boschivo dotate di un'intelaiatura esterna per consentire il facile trasporto anche in luoghi difficilmente accessibili.

Presentano il vantaggio di essere leggere e consentono di erogare acqua fino ad una distanza di 240 metri. Le motopompe per incendio forestale possono lavorare ad una pressione di 30-40 bar e sono sempre dotate di un regolatore di pressione manuale.

A presto.

STEP#17

Bentornati, in questo nuovo post andremo a creare un abbecedario del verbo "pompare", ovvero assegneremo ad ogni lettera dell'alfabeto una parola che riguarda tale verbo.

A come Archimede
B come Benzina
C come Ctesibio
D come Diaframma
E come Elicopompa
F come Fluido
G come Greggio
H come Hopper
I come Idraulica
L come Liquido
M come Manuale
N come Noria
O come Olio
P come Pompieri
Q come Quota
R come Rotativa
S come Stantuffo
T come Turbomolecolare
U come Ugello
V come Vuoto
Z come Zaino

A presto.

STEP#16

Bentornati, dopo essermi impegnato in ricerche relative al verbo/azione che mi è stato assegnato penso che il personaggio che più rappresenta tale verbo possa essere Ctesibio, il celebre scienziato greco, del quale abbiamo già parlato nel post: STEP#08.

Tutti gli autori antichi concordano nel considerare Ctesibio il fondatore della pneumatica, ovvero dello studio della trasmissione di forze attraverso l'uso dell'aria compressa, cosi come ricordato da Vitruvio nelle sue opere. Non è nota l'epoca in cui visse questo famoso ingegnere greco, ma si presume nel terzo secolo a.C. ed operò in Alessandria d'Egitto.

Come si legge nel libro dal titolo “Bizzarra Mente eccentrici e stravaganti dal mondo antico alla modernità”, di Maurizio Bettini e Omar Calabrese, “il modo in cui il celebre scienziato alessandrino pervenne alle sue scoperte è degno di essere ricordato”.

Immagine raffigurante Ctesibio

“Ctesibio era figlio di un barbiere, ed era già noto tanto per la sua ingegnosità quanto per la passione che portava alla tecnica. 

Un giorno pensò di costruire uno specchio scorrevole per la bottega del padre, fatto a questo modo: una volta che lo specchio fosse stato abbassato, e lo si volesse riportare in alto, un peso nascosto avrebbe dovuto spingerlo di nuovo su mediante una corda. 

Che cosa escogitò Ctesibio? Prima di tutto fissò un canale di legno sotto una trave, e vi inserì delle pulegge. Poi fece passare una corda attraverso questo canale e lo tirò fino all'angolo della stanza. 

Lì aveva piazzato dei tubicini, all'interno dei quali fece scendere una palla di piombo fissata alla corda. 

Accadde però qualcosa che Ctesibio non si attendeva. 

Il peso di piombo, infatti, scivolando giù per la strettezza dei tubi, comprimendo l'aria, quando questa usciva, densa e compressa com'era, produceva un sibilo. 

Ctesibio si accorse allora che i getti d'aria compressa, a contatto con l'atmosfera, provocano soffi rumorosi: applicando questi principi, Ctesibio fu in grado di costruire, per primo, macchine idrauliche."

Lo scienziato, come già scritto in altro post, è particolarmente ricordato per aver inventato la pompa aspirante e premente che ha trovato impiego sulle navi per lo svuotamento delle sentine. I romani la trasformarono in pompa per svuotare l'acqua dei cantieri, per evacuare l'acqua dalle miniere e per spegnere gli incendi. La pompa fu impiegata dai pompieri fino al Novecento.

Se ne può vedere il funzionamento nel breve video che segue del quale indico il link.

A presto.

STEP#15 parte 2

Buongiorno a tutti, esaminando le invenzioni del Novecento ho pensato di concentrare la mia attenzione anche su quelle macchine che sono progettate per il benessere della persona che, peraltro, costituisce un settore produttivo importante nel mondo.

Mi sono chiesto a quando risalisse la prima vasca idromassaggio la quale, per il suo funzionamento, necessita di una pompa ad aria, premesso che le vasche da bagno esistono da quasi quattro millenni: infatti, la prima la si fa comunemente risalire al 1700 a.C. nella Grecia antica.

La prima vasca idromassaggio è stata costruita dalla famiglia Jacuzzi  nella seconda metà del '900 e, come spesso accade con le invenzioni epocali, la sua ideazione fu casuale.

La famiglia, di origini italiane, qui sotto rappresentata, si trasferì in California intorno al 1917 e si dedicò principalmente alla progettazione e costruzione di pompe per irrigare i campi, eliche per aeroplani e ventole. L'azienda riuscì a riscuotere anche un considerevole successo.

La famiglia Jacuzzi

"Quando una grave forma di artrite reumatoide colpi Ken, il figlio più piccolo di Candido Jacuzzi, quest'ultimo, sfruttando la sua notevole inventiva e le sue competenze ingegneristiche, si mise all'opera per trovare un rimedio che alleviasse le sofferenze del giovane. Notando che le costose ed impegnative cure idroterapiche a cui Ken veniva sottoposto in ospedale, sortivano un effetto benefico, inventò un congegno che potesse funzionare tra le mura domestiche.

Pompa Jacuzzi J-300

Nacque così la J-300, una pompa sommersa che immetteva aria all'interno della vasca da bagno, effettuando un benefico e rilassante massaggio sul corpo immerso."

Fu solo nel 1968 che Roy Jacuzzi decisa di trasformare in progetto industriale la utile intuizione di Candido, avviando la produzione del primo modello di vasca idromassaggio con le bocchette integrate.

Se inizialmente l'idromassaggio era un prodotto esclusivo con costi particolarmente elevati, con il passare degli anni diventerà un prodotto sempre più diffuso, grazie anche ad un prezzo relativamente più accessibile.

Peraltro le aziende del settore hanno continuato nel tempo a migliorare la tecnologia e il design delle vasche, dando vita a progetti originali come l'idromassaggio airlpool, ove le bocchette, anziché sui fianchi, sono collocate sul fondo della vasca, oppure quelle che consentono di riprodurre i benefici di un massaggio professionale.

A presto.

STEP#15 parte 1

Nuovamente bentornati, trattando l'argomento dell'arte e delle sue espressioni nell'ambito del verbo/azione che mi è stato assegnato, ho avuto occasione di mostrare un dipinto del noto pittore americano Edward Hopper che rappresenta una pompa di benzina (STEP#12 parte 2).

Da qui la curiosità di conoscere le modalità di vendita dei carburanti per le prime automobili in circolazione e quale fosse la prima colonnina di benzina ad essere apparsa in Europa.

Primo prototipo di automobile

Dalla fine dell'Ottocento fino a circa il secondo decennio del Novecento, nel vecchio continente, la benzina veniva venduta solo da ambulanti sui loro carretti, oppure nelle drogherie e nelle farmacie. Il carburante veniva venduto in contenitori preconfezionati e sigillati. Un metodo di distribuzione certo poco pratico, ma del tutto sufficiente a soddisfare le esigenze davvero limitate dei pochi che circolavano in moto e di quelli, ancora meno, che si concedevano il lusso dell'automobile.

Le prime pompe moderne iniziano a vedersi, al di qua dell'Oceano Atlantico, nel 1910 in Francia; è solo con la fine della Prima Guerra Mondiale, però, sotto la spinta della crescente motorizzazione, che si assiste a una vera trasformazione infrastrutturale. Tra le pompe più avanzate dell'epoca, da segnalare quella dell'italiana Bergomi del 1918.

Per quanto rigurarda gli Stati Uniti, invece, dove il mercato automobilistico si sviluppò prima, le pompe di benzina fecero capolino già dal 1885. Sull'argomento ho trovato nel web questo interessante articolo apparso sul “Corriere della Sera” del 5 settembre 2016, a firma di Silvia Morosi e Paolo Rastelli.

Una delle prime stazioni di servizio

“Stanco delle fila per riempire la tanica di benzina, Sylvanus F. Bowser di Fort Wayne (Indiana) mette a punto una cisterna racchiusa in una botte di legno con un sistema di valvole, pompa a stantuffo, tubo di gomma e rubinetto. È il primo modello di pompa per la benzina, che Bowser consegna a un negoziante locale, Jake Gumper, il 5 settembre 1885. 

L’obiettivo non era il rifornimento delle automobili (non ancora utilizzate) ma il miglioramento della vendita al dettaglio della benzina utilizzata per stufe e lampade a petrolio. Il carburante veniva acquistato in emporio, ma l’operazione di riempimento della tanica era lunga. 

Il sistema serviva a Gumper per evitare che il kerosene desse un cattivo odore al burro che vendeva nello stesso locale. La compagnia , fondata da lui, aprirà filiali in tutto il mondo, al punto che per molto tempo il termine bowser sarà utilizzato per indicare genericamente una pompa di benzina”. 

Tratto dal seguente link.

A presto.

STEP#14 parte 2

Buongiorno a tutti, rifacendomi nuovamente ai post precedenti ho pensato che fosse interessante indagare circa il primo pozzo petrolifero aperto nella storia.

Si tratta di quello scavato a Titusville, un piccolo paesino in Pennsylvania che all'epoca contava appena 125 abitanti. Ad effettuare la prima trivellazione fu l'inventore statunitense Edwin Drake il 27 agosto 1859.

Immagine di Edwin Drake

Servendosi delle macchine per la produzione del sale, Drake scoprì il primo pozzo di petrolio alla profondità di 21,2 metri. L’idea di Drake era di estrarre il petrolio dal sottosuolo, pompandolo come si faceva con l’acqua. Progettò una torre di trivellazione basata sul semplice assemblaggio di un bastone di legno con una trivella a bilanciere, mossa da un movimento alternato verticale. In breve tempo riuscì a far sgorgare dal sottosuolo il petrolio.

Primo pozzo petrolifero

L’apertura del primo pozzo petrolifero redditizio della storia portò alla nascita, negli Stati Uniti, dell’industria petrolifera. In meno di due anni vennero realizzati oltre 340 pozzi e nel 1870 nacque la prima compagnia petrolifera, la Standard Oil dell'affarista J. D. Rockefeller destinata a diventare la prima grande compagnia petrolifera a livello mondiale, l'odierna Esso.

Passando ad esaminare l'Italia ho trovato queste informazioni sulla miniera di Vallezza che è una frazione di Fornovo di Taro (Parma), dismessa nel 1994.

In questo sito “sono conservate testimonianze dei metodi storici di estrazione petrolifera. In particolare è possibile esplorare i macchinari che permisero l'estrazione petrolifera con Pompa a Cavalletto singolo o con sistema estrattivo centralizzato”. Tale attività di sfruttamento della risorsa iniziò a partire dalla metà del XIX secolo.

“Il sistema con cavalletto singolo è il più semplice e il più diffuso di estrazione petrolifera nel passato. Tale tecnica è costituita da una pompa volumetrica a pistone, che viene installata direttamente sul pozzo per estrarre il liquido quando la pressione non è sufficiente a portarlo in superficie.

La pompa veniva azionata da un motore singolo che veniva installato in prossimità del pozzo e aveva la sola funzione di movimentare il cavalletto permettendo l'estrazione.

Pompa a Cavalletto singolo

La tecnica, completamente realizzata in loco, risulta una unicità nel panorama estrattivo del XX secolo. I pozzi sparsi lungo la vallata erano dotati di un sistema di pompe per l’estrazione e di un cavalletto metallico che le azionava. Esse erano collegate, attraverso barre, cavi e ganci in tensione ad una struttura centrale composta da un motore alimentato a gasolio e una grande ruota eccentrica. Collegando, a turno, i diversi pozzi alla centrale di pompaggio era possibile estrarre petrolio da almeno 6 pozzi contemporaneamente, mentre ciascuna delle tre centrali presenti a Vallezza permetteva, alternando turni di riposo a turni di estrazione, di pompare petrolio da 20 – 25 pozzi diversi”.

Tuttavia, nel 1994 il giacimento si esaurì e l'Agip chiuse ufficialmente tutti i pozzi.

Tratto dal seguente link.

A presto.

STEP#14 parte 1

Bentornati a tutti.

Primo modello di pompa a vuoto

Oggi indaghiamo un evento tecnologico dell'Ottocento che abbia attinenza con il verbo/azione pompare. Ho subito pensato, anche per continuità logica con il post precedente, di esaminare le evoluzioni tecnico-ingegneristiche della macchina a vapore, così come era stata perfezionata da James Watt, nella seconda metà del Settecento.

Cercando nel web ho verificato, innanzitutto, che il XIX secolo ha visto imporsi lo sviluppo delle pompe che consentivano di svolgere con facilità le dimostrazioni sul vuoto e la pressione atmosferica. Nonostante il perfezionamento della pompa a vuoto a due cilindri, il grado di vuoto raggiunto fu comunque molto limitato. Da qui si fece sentire l'urgenza di realizzare pompe pneumatiche più efficaci, in vari settori della ricerca.

La fisica del vuoto sarà in effetti rivoluzionata con nuovi modelli introdotti nella metà dell'Ottocento.

Ho fatto questa premessa poiché questi esperimenti scientifici contribuirono, tra l'altro, allo sviluppo di mezzi di trasporto privi della consueta trazione animale.

Ed è così che mi sono imbattuto in iniziative, a volte decisamente bizzarre, che hanno suscitato il mio interesse, pur non avendo avuto particolare seguito. Mi riferisco al progetto, poi effettivamente realizzato, da parte dei fratelli Jacob e Joseph Samuda della ferrovia pneumatica nel 1835.

Immagine di una ferrovia pneumatica

“Era dotata di una tubazione posizionata tra le rotaie e nella quale poteva scorrere a tenuta un pistone collegato alla motrice mediante un braccio. Il treno era mosso dalla depressione generata, sulla faccia di un pistone da macchine a vapore statiche poste a intervalli di 2-3 miglia lungo la linea, con ciascuna pompa che funzionava solo per alcuni minuti prima dell'arrivo del treno.

I Samuda misero in servizio ferrovie pneumatiche a Londra, Dublino e in Francia. Dopo alcuni anni furono abbandonate a causa dei gravi problemi tecnici che mostravano nell'esercizio”.

Vennero realizzate anche linee ferroviarie “basate su grandi tubazioni (con diametro di 2,4-3 metri) entro le quali viaggiava tutta la carrozza, dotata di un collare di tenuta in setole e risucciate dalla depressione creata da macchine a vapore.

Una tale linea di 500 metri fu costruita al Cristal Palace Park a Londra nel 1864 e un'altra di 95 metri costituì il primo tentativo di metropolitana di New York nel 1869, ma anche queste ebbero vita molto breve”.

Disegno illustrativo della
BeachPneumatic Transit di New York

"Il sistema alla base del trasporto pneumatico è essenzialmente basato sull'estrazione dell'aria da un tubo entro il quale è libero di muoversi un pistone che, spinto dalla pressione atmosferica dal lato opposto a quello da cui viene fatto il vuoto spingerà anche il veicolo a cui è collegato.
Per fare il vuoto occorrono due sistemi di pompaggio fisso ad ambedue le estremità della ferrovia, che entrino in funzione alternativamente a seconda del senso di marcia del treno. Il lato opposto alla pompa di depressione in funzione viene lasciato aperto per permettere l'entrata dell'aria atmosferica.

Il sistema si presenta pulito, privo di fumi o gas di scarico e abbastanza silenzioso in quanto i veicoli sono del tutto privi di motore di trazione.

Il primo dei limiti, che ha condizionato fortemente la diffusione del sistema, è la difficoltà di mantenere la tenuta del tubo depressore soprattutto con i limitati mezzi del tempo che consistevano essenzialmente in guarnizioni di tenuta in cuoio. Il secondo la necessità di far funzionare a regime le stazioni di pompaggio. Infine la limitata possibilità di estensione in lunghezza dati i problemi precedenti e la scarsissima flessibilità del sistema."

Tuttavia, l'idea del trasporto pneumatico non fu del tutto abbandonato, anzi costituirà la base per lo sviluppo del trasporto di posta, di piccoli colli o merci entro tubi all'interno di edifici o stabilimenti.

Tratto dalle seguenti fonti:
Massimo Guarnieri - “Da Habilis a Jobs: due milioni di anni con la tecnologia.”

Tratto dal seguente link.

A presto.

STEP#13

Buonasera a tutti, dovendo indicare un evento della storia della tecnologia del Settecento che abbia per oggetto il verbo pompare, mi è sembrato interessante svolgere una ricerca dell'evoluzione delle macchine idrauliche di pompaggio impiegate nel settore dello sfruttamento minerario.

Noria a secchi

Con la trivellazione di pozzi sempre più profondi alla ricerca di giacimenti, oltre al problema del trasporto dei materiali, sorse quello del drenaggio delle acque freatiche nelle miniere.
Questo momento critico si presentò già dalla seconda metà del sec. XV nelle miniere di argento, ferro e rame e nel sec. XVIII nelle miniere di carbone e stagno.

Laddove non erano possibili altre soluzioni si cominciarono a impiegare sistemi di pompaggio per la sollevazione dell'acqua.

Nelle installazioni più imponenti, le pompe erano azionate da grandi ruote idrauliche alle quali erano collegate per mezzo di complessi meccanismi e ingranaggi.

Fra le macchine idrauliche, ebbero allora applicazione la noria a secchi (immagine a fianco), disegnata da K. Kyeser nel 1405, introdotta nelle miniere fin dal 1535, la noria a dischi, decritta da J. Mariano nel 1438 e da G. Agricola nel 1550, la pompa a stantuffi o pistoni, descritta pure da Mariano, utilizzata presso i giacimenti fin dal 1565.

La svolta avvenne con l'introduzione delle macchine a vapore, già brevettate in precedenza; la prima macchina che avesse effettiva applicazione industriale fu quella costruita da Thomas Newcomen nel 1711, utilizzata inizialmente in Inghilterra e poi largamente utilizzata anche in altri paesi europei.

Macchina di Newcomen

"La macchina di Newcomen del 1712 aveva una piccola caldaia che produceva vapore a pressione atmosferica; il bilanciere vibrava 12 volte al minuto e ad ogni corsa lo stantuffo della pompa aspirava 45 litri di acqua che venivano poi sollevati a 46 metri di altezza. La potenza della macchina era di circa 5,5 cavalli vapore. La salita del pistone della macchina (fase passiva) era dovuta alla discesa della pesante asta e del pesante stantuffo della pompa."

“Attorno al 1725 la macchina di Newcomen era impiegata in moltissime miniere ma anche per rifornire di acqua le ruote idrauliche più grandi. Il difetto principale di questa macchina era il continuo raffreddamento del cilindro che causava un enorme consumo di carbone. Il suo rendimento termico era solo dell'1%, cioè ogni 100 Kg di carbone bruciati solo 1 veniva utilizzato per far muovere la pompa. Nonostante questi gravi difetti la macchina non ebbe rivali nelle miniere inglesi per circa 60 anni”.

L'inventore scozzese James Watt (1736-1819), ha contribuito ad aumentare l'efficacia della macchina a vapore introducendo molte innovazioni tecniche. Infatti, nel 1763, presso l'Università di Glasgow, ricevette l'incarico di riparare un esemplare della macchina a vapore inventata dall'ingegnere inglese Thomas Newcomen. Rendendosi conto dell'inefficacia della macchina cercò soluzioni alternative per eliminare gli sprechi.

Macchina a vapore di James Watt

Due anni dopo, nel 1765 inventò il condensatore separato, un recipiente distinto dal cilindro dove far condensare il vapore che in precedenza aveva mosso lo stantuffo migliorando sensibilmente le prestazioni della macchina.

In seguito trovò il modo di trasformare il moto rettilineo dello stantuffo nel moto rotatorio continuo di un volano, una ruota massiccia che serve per accumulare energia e limitare le variazioni di velocità; introdusse il sistema a doppio effetto, l'immissione alternata di vapore alle due estremità del cilindro in modo da raddoppiare la potenza; introdusse un dispositivo mosso dalla forza centrifuga - chiamato in suo onore regolatore di watt - in grado di comandare l'immissione di combustibile nel motore della macchina aprendo e chiudendo la valvola di regolazione.

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STEP#12 parte 3

Buongiorno a tutti, proseguendo nell'esame delle macchine progettate nel corso del Rinascimento, sempre con riferimento all'azione oggetto d'indagine, ossia pompare, è necessario, innanzitutto, un accenno alla rivoluzione scientifica avvenuta in Europa.

Descrizione figura 52

Nel corso del XVII secolo i costruttori di macchine e ingegneri ricoprirono un ruolo rilevante nella società e furono impiegati sia in ambito militare sia nella realizzazione di opere di idraulica.

In quest'epoca, dunque, si registra un considerevole aumento delle pubblicazioni scientifiche e tecniche e, in particolare, lo sviluppo di un genere letterario, quello del teatro delle macchine.

A titolo esemplificativo si può citare l'opera "Theatrum instrumentorum et machinarum", pubblicata a Lione nel 1578, dal matematico Jacques Besson ove è contenuta l'immagine di un una pompa idraulica da utilizzare in caso d'incendio. 

Progetto di una pompa da incendio - 1578

Si tratta della figura nr. 52: “un arteficio tanto singolar (s'io non m'inganno) quanto non volgare, et novo, per ischizzar dell'acqua contro un grande incendio; qualhor le fiamme fosser tante, che alcun non potesse approssimarsi all'edificio che arde”.

Si tratta di un'opera, che appartenendo al genere letterario sopra citato, contiene “una raccolta di illustrazioni tecniche che descrivono macchine e strumenti, essenzialmente spiegate in succinte didascalie”.

Figura 12
Dell' Artificiose Machine

Ed ancora nell'opera "Diverseet artificiose machine” dell'Ingeniere Agostino Ramelli (1531-1600), pubblicata a Parigi nel 1588, suddivisa in 195 capitoli, è contenuta l'illustrazione e la descrizione, nella maggior parte dei casi, di macchine per il sollevamento dell'acqua (norie, viti di Archimede e soprattutto una grande varietà di pompe), anche se non mancano vari tipi di mulini, seghe idrauliche e altre macchine azionate dalla forza dell'acqua, nonché gru, fontane e strumenti di interesse bellico.

Le macchine di Ramelli usano tutti i tipi di ingranaggi che sarebbero stati usati nei secoli successivi e vari tipi di valvole.

Prima di passare ad esaminare un esempio dell'ingegno di Galileo Galilei, è ancora doverosa la citazione dell'opera “Architectura Curiosa Nova” del 1664 che fu l'opera più importante scritta da Georg Andreas Böckler(1617-1687), architetto e ingegnere tedesco specializzato in idraulica.

Si tratta soprattutto di un volume sulla teoria e sulla applicazione dell'idrodinamica per fontane, zampilli d'acqua, fontane da giardino e fontanelle. Nel 1661 Böckler scrisse “Theatrum Machinarum Novum”, un importante lavoro su mulini, pompe e altre macchine idrauliche.

Ma l'uomo che rivoluzionò la scienza nel corso del Seicento è Galileo Galilei. Nell'ambito della sua attività scientifica che spaziava dalla filosofia, alla matematica, all'astronomia, alla fisica, si è dedicato anche alla progettazione di macchine idrauliche.

Macchina per alzare l'acqua

Di seguito è riportata la foto “di un modello di un sistema meccanico per mezzo del quale è possibile azionare più pompe idrauliche grazie al movimento di un solo asse. 

Il modello, assai elegante e ricco di dettagli architettonici quali pilastri e scalette, rappresenta una piattaforma circolare intarsiata che simula un pavimento accanto al quale, diametralmente, si trovano quattro pozzi. Al centro della piattaforma si trova una colonna che sostiene una manovella azionata da una coppia di cavalli imbrigliati a due apposite aste. 

Il movimento rotatorio della manovella viene trasformato in un moto alternativo dai bilancieri che, tramite le catene, azionano quattro pompe (non rappresentate nel modello) per attingere acqua dai pozzi”. In riferimento a questa macchina Galileo Galilei ottenne nel 1594 un brevetto dal Provveditore del Comune di Padova per un “congegno atto ad innalzar acqua”.

Ebook da cui sono tratte le immagini: link

Tratto dalle seguenti fonti:

Vittorio Marchis – Storia delle macchine - Tre millenni di cultura tecnologica.

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STEP#12 parte 2

Bentornati, in questo nuovo post andremo a ricercare il termine sotto inchiesta in epoca rinascimentale. L'analisi non può che partire dall'ingegno di Leonardo da Vinci che si applicò ideando e progettando strumenti ed apparecchiature in diversi campi della tecnica.

Il Codice Atlantico di Leonardo, conservato presso la Biblioteca Ambrosiana di Milano, contiene oltre un migliaio di disegni, progetti, annotazioni e studi che vanno dal 1478, quando Leonardo entrò nell'orbita dei Medici a Firenze, fino al 1519, l'anno in cui morì in Francia ad Amboise.

Disegno di Leonardo dove vengono
rappresentate due viti di Archimede

"I numerosi fogli del Codice Atlantico del primo periodo, quello fiorentino, attestano l'attenzione che Leonardo prestò fin dagli esordi agli "strumenti d'acqua"; vi compaiono diversi tipi di pompe e vi è illustrato l'uso combinato di due lunghe viti di Archimede, azionate da una ruota mossa dalla corrente di un fiume, che sollevano l'acqua sulla sommità di due torri. Leonardo studia soluzioni per sollevare acqua da pozzi o da fiumi, per poi sfruttarne dinamicamente l'effetto di caduta. Egli comincia a sperimentare nuove tecniche grafiche; per esempio, rende in trasparenza i meccanismi sotterranei delle pompe, mentre riesce a raffigurare con precisione ingranaggi complessi che trasformano una spinta circolare costante in un moto alternato.

Tra i disegni nel codice atlantico sono presenti anche disegni di pompe per sentine destinate a vuotare l'acqua dalle imbarcazioni, ma anche macchine per prosciugare una porzione d'acqua di un porto al fine di consentire l'esecuzione di lavori sul fondale, oppure macchine per il sollevamento dell'acqua, per esempio da un pozzo.

Vediamo di seguito alcuni esempi.

Apparecchiatura per prosciugare un porto

Il progetto prevede l'uso di "un cassone (probabilmente in legno) formato da paratie mobili sagomate ad incastro, impiantate nell'acqua e collegate tra loro mediante quattro pilastri di forma quadrangolare".

Apparecchio per
prosciugare i porti

Pompa per sentine o "tromba da galea"

Destinata a vuotare dall'acqua le sentine delle imbarcazioni.
La valvola a sede conica presente nella pompa era stata probabilmente studiata da Leonardo per un progetto di mantice a soffietto a caduta d'acqua destinato alle fucine o alle fonderie.

Pompa per sentine

Elevatore d'acqua pneumatico

Un mantice spinge all'interno di una conduttura un flusso d'aria intermittente sollevando l'acqua dal fondo del pozzo, dotato di opportune valvole di ritegno, nella vasca di raccolta in alto.

La macchina è costituita da una grossa vite e disposta all’interno di un tubo, non necessariamente saldati a tenuta stagna. La parte inferiore del tubo è immersa in un liquido e, ponendo in rotazione la vite, ogni passo raccoglie una certa quantità di sostanza che viene sollevata lungo la spirale fino ad uscire dalla parte superiore, per essere scaricata in un bacino di accumulo.

L’energia per la rotazione può essere fornita da una maniglia, da animali, da eliche di mulini a vento o da trattori agricoli.

Elevatore d'acqua
pneumatico

Tratto dalle seguenti fonti:
Vittorio Marchis - Storia delle macchine - Tre millenni di cultura tecnologica.

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STEP#12 parte 1

Bentornati, questo che segue è un breve appunto sull'impiego delle macchine idrauliche nel corso del Medioevo, che si svilupperà nei secoli secondo gli schemi dell'opera "De architectura" di Vitruvio, già più volte citato in questi post, che eserciterà la sua autorità almeno fino all'Illuminismo.

Nel Medioevo il contributo dato all'idraulica dal mondo arabo fu determinante, con particolare riguardo agli influssi esercitati dal trattato scritto da Al-Jazari, un matematico, inventore e ingegnere meccanico arabo, nato in Turchia nel 1136.

immagine raffigurante Al-Jazari

Egli è stato, infatti, il più importante esponente  della tradizione islamica della tecnologia. Fu autore del trattato di orologeria e di meccanica, "Il libro della conoscenza dei meccanismi ingegnosi", dove descrisse cinquanta dispositivi meccanici, tra i quali macchine per sollevare l'acqua, con le istruzioni per costruirle. In particolare, "la pompa a stantuffi sollevati da cremagliere mosse da settori dentati" è tra "i dispositivi più spettacolari".

"Dall'esperienza di Al-Jazari, e in certo modo anche sotto il suo influsso, nascono nell'Occidente medievale i primi trattati sulle macchine".

L'Islam inoltre assicurò la continuità della conoscenza con le civiltà antiche, in particolar modo con la cultura alessandrina.

Nell'area geografica interessata al primo sviluppo della civiltà araba, furono realizzate importanti opere di canalizzazione per la bonifica e per la distribuzione dell'acqua, con largo impiego del sifone, pressoché sconosciuto precedentemente. Inoltre "nell'Islam due sono le ruote ad acqua per il pompaggio: la saqiya, messa in moto da un animale o dall'uomo, e la più grande naura (da cui l'italiano 'noria', che serve a definire entrambe le macchine), posta in moto da una ruota a palette immersa nella corrente di un fiume o di un canale."

Nel Medioevo la ruota idraulica fu largamente usata in Europa per una grande varietà di usi industriali.

Il "Doomsday Book", il catasto inglese compilato nel 1086, ad esempio, cita 5624 mulini ad acqua quasi tutti di tipo vitruviano.

Tali mulini vennero usati per azionare segherie, follatoi, frantoi di minerali oltre che di cereali, mulini a pastelli per la lavorazione dei metalli, per alimentare i mantici delle fornaci e per una varietà di altri congegni.

Un'altra fonte di energia sviluppatasi nel Medioevo fu il mulino a vento.

Sviluppatosi in Persia nel VII secolo, pare sia derivato dalle più antiche ruote di preghiere azionate dal vento usate nell'Asia centrale. Durante il X secolo era largamente usato in Persia per pompare acqua e macinare frumento.

I mulini persiani erano costituiti da un edificio a due piani: nel piano inferiore si trovava una ruota orizzontale azionata da sei o dodici ali atte a prendere il vento, collegate ad un asse verticale, che trasmetteva il movimento alle macine situate al piano superiore, con una disposizione che ricorda quella dei mulini greci ad acqua.

Tratto dalle seguenti fonti:

Vittoria Marchis - Storia delle macchine - Tre millenni di cultura tecnologica

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STEP#11

Buongiorno a tutti, ho cercato nel web la declinazione del verbo che mi è stato assegnato in riferimento alla pandemia da Covid 19. Mi sono impegnato nella ricerca con particolare riguardo alla cosiddetta “Fase 2”, un po' per l'attualità della discussione e un po' per l' estrema problematicità della questione.

Ho individuato un articolo nel quale una società altoatesina, specializzata tra l'altro nell'innevamento programmato, ha trovato una soluzione per sanificare gli ambienti urbani e, in particolare, le strade: viene impiegato un camion con a bordo un generatore di neve, ad alte prestazioni, collegato ad una pompa, nel cui serbatoio è contenuto perossido di idrogeno solubilizzato in acqua e biodegradabile al 100%.

Tuttavia, sulla reale efficacia di questo trattamento restano molti dubbi. Certamente la pulizia del manto stradale contribuisce a calmare la psicosi di questi giorni, ma questa sorta di effetto placebo potrebbe creare addirittura più effetti negativi che benefici.

Camion che opera l'igenizzazione di una strada

Secondo il parere espresso dall’Istituto Superiore di Sanità, sarebbe opportuno proseguire la “ordinaria pulizia delle strade con saponi/detergenti convenzionali, assicurando tuttavia di evitare la produzione di polveri e aerosol”, dato che l’utilità della “disinfezione non è accertata in quanto non esiste alcuna evidenza che le superfici calpestabili siano implicate nella trasmissione del COVID- 19”. Al tempo stesso si mette in dubbio la reale efficacia del disinfettante su una “superficie complessa come la pavimentazione stradale”.

Le perplessità relative a questa forma di igienizzazione delle strade è tanto più urgente in considerazione che spesso le sostanze utilizzate non sono, come in Alto Adige, il perossido di idrogeno – quindi la comune acqua ossigenata – ma l'ipoclorito di sodio che è un acido inquinante per l'ambiente, soprattutto per le falde acquifere, e potenzialmente dannoso per la salute dell'uomo. Infatti, sempre secondo il parere espresso dall'Istituto Superiore di Sanità, la possibile origine “in presenza di materiali organici presenti sul pavimento di sottoprodotti estremamente pericolosi, quali clorammine e trialometani e altre sostanze cancerogene volatili” dovrebbe rappresentare, infine, un ulteriore fattore dissuasione al suo utilizzo.

Concludendo, non si può trascurare in questa fase di emergenza sanitaria, da un lato l'interesse delle aziende di settore di offrire i loro prodotti e servizi, indipendentemente dalla sussistenza di evidenze scientifiche circa la loro efficacia, e, dall'altro le pressioni politiche a cui gli amministratori locali sono sottoposti nel momento in cui debbono predisporre i piani di intervento a tutela della salute pubblica.

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