Hidraulika

Hidraulika, jariakinen propietate espezifikoen gorabeheran, horien portaera aztertzen duen fisikaren adarra da. Hau da, jariakinen propietate mekanikoak aztertzen ditu, jasan ditzaketen indarren arabera. Hori guztia, Masari aurka egiten dioten indarren eta likidoak jasaten dituen baldintzen araberakoa da, baldintza horiek betiere likidoaren biskositatearekin erlazionatuak daudela.

Jatorria eta sorkuntza

Energiaren sorkuntza 

Antzina, energia-iturri nagusia greziar “errota” izan zen, behealdean uretan murgildutako paleta batzuk zituen egurrezko ardatz bertikal batez osatua. Errota hau aleak ehotzeko erabili zen, horretarako ardatzak beheko makina zeharkatzen zuen goiko makina biraraziz. Horrelako errotek korronte azkarra behar dutenez, segur aski Ekialde Hurbileko eskualde malkartsuak ditu sorleku, nahiz eta Plinio Zaharrak errota hauen sorlekutzat Italiako iparraldea hartu. Errota hauek txikiak eta motelak ziren normalean; harriaren biraketa-abiadura gurpilaren abiaduraren berdina zenez, ehotzeko kapazitatea oso baxua zen, eta ondorioz, errota hauek eremu lokalean erabiltzen ziren. Hala ere, turbina hidraulikoaren aitzindaritzat jotzen dira.

Ardatz horizontala eta gurpil bertikala duten errota hidraulikoak K.a.I. mendean eraikitzen hasi ziren Marco Vitruvio Polione ingeniari militarraren eskutik. Pertsiar gurpilean edo “Saqiy”an oinarritu izan zitekeen errota, eraikitzeko orduan. Pertsiar gurpila ura igotzeko erabiltzen zen; hau gauzatzeko, ontziak zituen gurpilean barreiaturik eta animalia edo gizakiaren indarraz baliatuz gurpila birarazten zuten. Gurpil hau Egipton erabili zen K.a.IV. mendean.

Vitruviar gurpila kontrako noranzkoan biratzen zuen gurpila zen. Alea ehotzeko diseinatuta zegoen, gurpilak makina mugikorrera egurrezko engranaje bidez atxikita zeuden, 5:1 balioko erredukzioa lortzearren. Mota honetako lehenengo errotetan, ura azpitik pasatzen zen.

Aurrerago, goitik elikatutako gurpila efizienteagoa zela konturatu ziren, ontzi huts eta beteen pisu-diferentzia aprobetxatzen zelako. Horrelako errotek instalazio gehigarri bat behar zuten uraren hornikuntza kontrolatzeko. Normalean, presak erabiltzen ziren, honela urtegiak lortuz.

Mota honetako errota, aurretik zegoena baino energi iturri handiagoa izan zen, alearen ehotzearen hobekuntzaz aparte, industria-operazio askoren mekanizaziorako bidea ireki baitzuen. Behetik elikatutako erromatar aroko errota batek, 2 metroko diametroa duen gurpil batekin hornituta, 180 kg ale eho zitzakeen ordu batean. Asto batek edo bi gizonek mugitutako errota batek aldiz, 4,5 kg ale eho zitzakeen ordu batean.

Kristo ondorengo IV. mendetik aurrera, dimentsio handiko errotak erabiltzen hasi ziren Erromatar Inperioan. Barbegalen, Arlestik gertu, 310. urtean, goitik elikatutako 16 gurpil erabili ziren, aleak ehotzeko, bakoitzak 2,7 metrotako diametroa zuela. Bakoitzak, zurezko engranajeen bidez, bi makina abiarazten zituen. Errota honen edukiera orduko 3 tonakoa zen; 80 milako biztanleria zuen herri bat elikatzeko soberan. Arlesko biztanleak garai hartan 10 mila lagun ziren, eta honetxegatik lurralde nabarmen bat hornitzen zuen.

Harritzekoa da Vitruvioren errotak fama hartu ez izana erromatar inperioan hirugarren edo laugarren mende arte. Garai hartan esklaboak eta eskulan merkea eskura izanda, ez zuten beharra kapital-xahutzea ekartzen zuen jarduera bat gauzatzeko; gainera, Vespasiano enperadoreak energia hidraulikoari uko egin ziola esaten da.

Elementuak

Gurpil hidraulikoa 

Erdi Aroan, gurpil hidraulikoari hainbat erabilpen eman zitzaizkion industrian. 1086. urtean Ingalaterran idatzitako Domesday Book liburuak vitruviar motako 5624 errota erregistratzen ditu. Errota hauek hainbat zereginetarako baliatu ziren, hala nola, zerrategiak abiarazteko, mineral-eta zereal-errotetan, metala lantzeko Errota mailudunetan, fundizioetarako hauspoa elikatzeko, besteak beste. Horrela, garrantzizko papera eduki zuten jarduera industrialen lurraldeen banaketa berregiteko.

Erdi Aroan energia lortzeko garatu zen beste errota haize-errota izan zen. Errota horiek Persian garatu ziren VII. mendean, eta badirudi Asia erdialdeko otoitz-gurpiletan oinarritu zirela. Barkuetako beletan oinarritu zirela dioen beste hipotesi ez-konfirmatu bat ere badago. Errota hauek ura ponpatzeko erabili ziren Persian; bi pisuz osatutako eraikuntzak ziren. Beheko pisuan 10 edo 12 hegalez abiarazten zen gurpil bat zegoen ardatz bertikal bati konektatuta, eta honek mugimendua transmititzen zion goialdean kokatutako makina bati. Errota mota hau Europako iparraldera XIII. mendean iritsi zen.

Kanpo estekak 

Hidraulika
Ingeniaritza hidraulikoa
Ingeniaritza mekanikoa
Fluidoen mekanika