Ruota idraulica

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Fig. 3: Ruota colpita al vertice in Georgia, USA
Ruota idraulica a Morwellham Quay (Devon, Inghilterra)
Ruota idraulica a servizio del Cotonificio Dell'Acqua di Legnano, sorto nel 1894 lungo il fiume Olona.

Ruota idraulica è un dispositivo atto a trasformare l'energia potenziale o cinetica di piccoli corsi d'acqua in energia meccanica in forma di moto rotatorio.

Storia[modifica | modifica sorgente]

La ruota idraulica è stato l'antesignano dei cosiddetti motori primi, quelli cioè che trasformano direttamente l'energia disponibile in natura in energia meccanica. Le sue prime applicazioni sono antichissime, e sono state probabilmente legate alla macinazione dei cereali. È probabile che le prime ruote siano state del tipo da sotto (vedi seguito)

Il massimo sviluppo si è avuto nel XVIII secolo, prima dell'avvento del motore a vapore e della realizzazione delle turbine idrauliche, che ne sono la naturale evoluzione. In questo senso, la ruota idraulica ha permesso l'inizio della rivoluzione industriale, alimentatasi poi con motori di maggiore potenza.

I "rodigini"[modifica | modifica sorgente]

Exquisite-kfind.png Per approfondire, vedi Mulini ad acqua sul fiume Olona.

Nella Valle Olona, le ruote idrauliche a servizio dei mulini ad acqua erano definite "rodigini"[1]. Dopo il 1820, iniziarono ad essere utilizzate per far muovere i macchinari degli artigiani e delle nascenti fabbriche[2].

In origine erano realizzate interamente in legno, erano caratterizzate dalla presenza di palette piane ed avevano un rendimento del 30%[1]. In seguito queste ruote in legno furono sostituite da ruote idrauliche in ferro con palette curve, che avevano un'efficienza superiore[3].

I rodigini dei mulini furono poi sostituiti dalle più moderne ed efficienti turbine idrauliche[3].

Tipi di ruota[modifica | modifica sorgente]

Vi sono essenzialmente due tipi:

  • la ruota di fianco, che sfrutta essenzialmente l'energia cinetica del corso d'acqua;
  • la ruota colpita al vertice, che ne sfrutta essenzialmente l'energia potenziale.

I due tipi sono evidentemente applicabili a differenti configurazioni di corsi d'acqua, in quanto la ruota di fianco richiede un'altezza di caduta minima, e quindi è adatta ad essere immersa nel corso d'acqua; la ruota colpita al vertice richiede una maggiore caduta, e si adatta a piccoli torrenti, o altrimenti richiede opere più complesse.

Si noti, come curiosità, che la ruota colpita al vertice è in pratica l'inverso della noria, e la ruota di fianco è tipicamente il motore usato per azionare la noria stessa.

Ruota di fianco[modifica | modifica sorgente]

Fig. 1 : Ruota di fianco (canale sezionato)

In questo tipo di ruota, questa è costituita da palette (dritte come in figura 1 nei modelli più antichi, in seguito curvate) immerse nel corso d'acqua, solitamente convogliato in un canale.
L'acqua, scorrendo, spinge le palette, rese solidali all'albero di trasmissione mediante opportuna struttura, e quindi crea il moto rotatorio.

La potenza fornita dalla ruota di fianco può essere valutata misurando il dislivello dell'acqua tra monte e valle ruota (H in figura) e la portata o, con altro metodo, considerando la coppia creata sull'albero dalla pressione H agente sul raggio efficace della ruota e la velocità di rotazione.

La regolazione della potenza si ottiene variando la portata mediante chiuse poste nel canale a monte della ruota.

Come accennato, nei modelli più recenti le pale hanno profilo curvilineo, per ridurre le perdite dovute alla resistenza dell'acqua all'uscita della pala stessa dall'immersione.

Ruota colpita al vertice[modifica | modifica sorgente]

Fig. 2 : Ruota colpita al vertice

In questo tipo (vedi figura 2) vi sono delle camere che vengono riempite d'acqua nella parte superiore della ruota. L'acqua tende a cadere per azione della gravità, e si crea quindi una coppia che mette in rotazione la ruota.

Nel modello illustrato, che è il più rudimentale, le paratie di separazione delle camere sono radiali, e la massa d'acqua decresce durante la rotazione e si annulla dopo una rotazione di 90°, e quindi la coppia totale trasmessa è piuttosto bassa. Sagomando opportunamente le camere, si ottiene una maggiore costanza della massa d'acqua e angoli efficaci pari quasi a 180°.

Note[modifica | modifica sorgente]

  1. ^ a b Macchione, 1998, op. cit., pag. 323.
  2. ^ Macchione, 1998, op. cit., pag. 122.
  3. ^ a b Macchione, 1998, op. cit., pag. 324.

Bibliografia[modifica | modifica sorgente]

  • Cavalli C. A., Macchine Idrauliche, Hoepli, Milano, 1976
  • Loffi S. G., Storia dell’Idraulica. Consorzio Irrigazioni Cremonesi, Cremona 2005.
  • Paola Di Maio, Lungo il fiume. Terre e genti nell'antica valle dell'Olona, Corsico, Teograf, 1998.

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