pompa

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Una macchina per spostare gas e liquidi

Una pompa è uno strumento meccanico usato per spostare liquidi o gas. L’utilizzo di pompe per l’acqua risale almeno a due millenni fa, e una delle prime pompe di cui si abbia notizia fu inventata da Archimede. Oggi le pompe sono usate in agricoltura, nelle produzioni industriali che richiedono di eliminare l’aria da un contenitore, o in attività più quotidiane, per esempio per gonfiare le gomme di una bicicletta

Acqua, benzina, aria, sangue

Le pompe servono per spostare liquidi, come per esempio l’acqua, ma anche la benzina e altri combustibili liquidi, vincendo la forza di gravità e facendo superare loro un dislivello più o meno grande. Vi sono anche pompe che servono per spostare gas, a cominciare dall’aria, ma queste pompe più propriamente andrebbero indicate come compressori. Le caratteristiche principali che descrivono una pompa sono la portata per unità di tempo e il dislivello superabile dal fluido. Il primo parametro indica la quantità di fluido trasportata in una certa frazione di tempo – per esempio i litri di acqua spostati in un’ora –, mentre il secondo si riferisce al dislivello massimo che la pompa riesce a fare superare al liquido. Le pompe più comuni sono di tipo volumetrico, utilizzano cioè un meccanismo che varia il volume di una ‘camera’ prefissata, in modo da creare differenze di pressione che permettono di aspirare o spingere fuori da questa camera un liquido o un gas. Un classico esempio è la pompa a stantuffo in cui questo scorre in modo alternato verso l’alto e verso il basso entro un cilindro. Il nostro cuore può essere visto come una pompa volumetrica, grazie alla quale il sangue circola nel sistema arterioso e venoso.

La pompa più antica lavora ancora oggi

Una delle invenzioni attribuite ad Archimede, lo scienziato siracusano vissuto nel 3° secolo a.C., è la pompa che da lui prende il nome, la prima di cui si abbia notizia storica. Fondata su un meccanismo molto semplice – la cosiddetta vite di Archimede – è in realtà un trasportatore di liquidi, che vengono spostati in modo costante dal basso verso l’alto e quindi senza variazioni di pressione. La pompa di Archimede è una vite senza fine posta in un tubo, che viene immersa nell’acqua da sollevare. Il semplice ruotare della vite fa sì che l’acqua si instradi proprio nel suo filo e si sollevi fino alla sommità del tubo stesso. È tuttora usata in agricoltura, anche se oggi viene realizzata in metallo e mossa da motori meccanici, per sollevare acqua e irrigare i campi. La sua applicazione più importante è come idrovora: per esempio in Olanda molte di queste pompe sono continuamente in funzione per drenare l’acqua dai terreni prosciugati, i polder, che si trovano generalmente sotto il livello del mare da cui sono separati da imponenti dighe.

Una pompa indispensabile ai ragazzi

L’esempio più comune di pompa per aria, un piccolo compressore, è costituito da quella che utilizziamo per gonfiare i pneumatici della bicicletta. Questa pompa immette aria sotto pressione nelle camere dei pneumatici delle bici grazie allo sforzo fisico che facciamo agendo sullo stantuffo della pompa. Quando spingiamo lo stantuffo comprimiamo l’aria che viene convogliata, attraverso la valvola della camera d’aria della ruota, all’interno del pneumatico. Quando ritiriamo verso di noi lo stantuffo una valvola nella pompa permette all’aria di entrare nella pompa stessa, pronta per essere nuovamente compressa. Ovviamente maggiore è la pressione dell’aria nella camera del pneumatico della bici e maggiore è la forza che dobbiamo imprimere alla pompa per immetterne dell’altra.

Con le pompe... si fanno le lampadine

Le pompe trovano infinite applicazioni nella nostra vita di ogni giorno. Per esempio nella fabbricazione delle comuni lampadine è fondamentale estrarre l’aria dai bulbi in vetro per permettere al filamento di diventare incandescente ed emettere luce a lungo, senza rischi di esplosione del bulbo di vetro. Per questo vengono utilizzate le pompe a vuoto, realizzate in vario modo: le più semplici, capaci di ottenere un discreto vuoto, consistono in una parete – in genere metallica e ben aderente alla camera in cui si muove –, che espelle i gas dal contenitore semplicemente col suo movimento.