ISTITUTO TECNICO COMMERCIALE "FRANCESCO CARRARA" LUCCA

UNIVERSITA' DEGLI STUDI DI FIRENZE DIPARTIMENTO DI ENERGETICA

Pagine realizzate da M. Pucci . testi di S. Gratziu foto di M. Landi

La scienza idraulica

Le prime opere idrauliche, testimoniate già nel secondo millennio a.C., erano sorte principalmente a fini agricoli (irrigazione dei campi) e di approvvigionamento idrico urbano: nel Medio Oriente si trovano resti di acquedotti sicuramente precedenti l'età ellenistica, e opere analoghe dovevano esistere in Cina e in Egitto. I romani ripresero e perfezionarono le tecniche costruttive già note applicandole a realizzazioni ciclopiche; presso i greci avevano invece ricevuto maggior attenzione altri problemi idraulici (leggi di galleggiamento formulate da Archimede, macchine per il sollevamento dell'acqua studiate da Erone ecc.). Verso la fine del medioevo, nella pianura padana si cominciarono a scavare i primi canali navigabili, o navigli, e intorno al 1500 Leonardo si occupò attivamente di teoria ( esposta nel Trattato del moto e della misura delle acque) e di pratica idraulica, realizzando le conche di navigazione che consentivano ai natanti di superare bruschi dislivelli. Nei tre secoli successivi, studiosi italiani e francesi adottarono soluzioni convenienti per la sistemazione del corso dei fiumi, la canalizzazione, le correnti a pelo libero o la pressione; mancava tuttavia una formulazione teorica corretta e completa, in grado di risolvere i problemi posti dal movimento delle acque (un'impostazione teorica per l'idrostatica esisteva invece già da tempo). Nel secolo scorso l'idrodinamica dei liquidi perfetti (esenti da viscosità e attriti) aveva ormai acquistato solide basi; ma i tentativi di trasferire le leggi dei fluidi perfetti ai liquidi reali dell'idraulica condussero soltanto a individuare leggi empiriche valide in molti casi particolari, mentre non esiste a tutt'oggi una teoria concreta universalmente applicabile. La soluzione di un problema idraulico richiede dunque in pratica semplificazioni concettuali molto drastiche; anche per questo l'idraulica si articola in numerose sezioni che affrontano i singoli casi specifici: l'idrostatica studia i fluidi in quiete, le cui leggi principali portano i nomi di Archimede, Pascal, Stevino; l'idrodinamica si occupa del movimento relativo di liquidi e solidi; la foronomia studia l'efflusso dei fluidi attraverso aperture dette luci ,e calcola la portata e la forma più conveniente delle luci stesse; l'idrometria stabilisce le basi teoriche e le tecniche per misurare la portata e la velocità delle correnti, la capacità dei bacini, l'andamento delle piene fluviali, ecc.; il moto delle acque filtranti studia il movimento attraverso materiali incoerenti permeabili, assimilabili a un fascio di tubi capillari comunicanti; l'obiettivo principale consiste nel calcolo della velocità media di filtrazione. Queste diverse sezioni forniscono gli elementi per le prime indagini teoriche, per la costruzione eventuale di modelli, e per la realizzazione di opere volte alla regolazione e all'utilizzazione delle acque.

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