La pompa pistone idraulico ecologico ed economico

Il pistone idraulico colpì di nuovo

Articolo pubblicato su Sciences et Avenir nel novembre 2003. Di David Larousserie. Alcuni appassionati hanno fatto uscire dall'oblio questa ingegnosa macchina nata con la Repubblica nel 1792. Potrebbe anche avere un futuro radioso, perché funziona senza sosta senza energia.

Il pistone idraulico non è morto. Questo sistema di pompa dell'acqua, inventato più di duecento anni fa, sta addirittura tornando in servizio, grazie a un'azienda francese e un piccolo gruppo di studenti delle scuole superiori. Era tempo ! Pochi infatti conoscono questa tecnologia rustica, economica, ecologica e allo stesso tempo efficiente, a meno che tu non sia un idraulico e installi sistemi di colpi d'ariete per proteggere le tubazioni. O di aver sentito, in gioventù, il caratteristico poum-poum di questa macchina, sul bordo di un ruscello o di una sorgente.

diagramma idraulico ram

Il principio del pistone si basa sulla sovrapressione che si crea quando il flusso di un liquido viene interrotto improvvisamente, ad esempio quando un rubinetto viene chiuso rapidamente. L'onda d'urto risultante è spesso violenta e danneggia le condutture non protette. L'industriale e inventore Joseph de Montgolfier ebbe l'idea, nel 1792, di deviare saggiamente questo effetto. Dopo aver pilotato aerostati con il fratello Etienne, ha depositato il brevetto di questa pompa autonoma ed efficiente e l'ha chiamata ariete, per il rumore e la violenza del colpo. Una grande campana in ghisa fissata saldamente a una base per resistere alla pressione, due valvole in bronzo, due prese d'acqua e il gioco è fatto. Installata in prossimità di una sorgente o di una cascata, la macchina può sollevare il liquido fino a diverse decine di metri senza energia diversa da quella fornita dalla corrente (vedi diagramma). Una volta lanciato, non si ferma. O quasi. Solo la caduta dell'afflusso, il gelo o un'impurità nell'acqua che bloccherebbero le valvole pone fine al suo regolare speronamento.

fasi operative di un pistone idraulico

Anche l'ariete è indistruttibile. Allo Château de la Ménardière (Deux-Sèvres), ad esempio, funziona ancora un esemplare di più di 120 anni, appena sottoposto a un leggero restauro. L'invenzione dei fratelli Montgolfier si diffuse lentamente e conobbe il suo periodo d'oro tra il 1870 e il 1900. Gli arieti del marchio Bollée, Pilter o Mangin furono quindi utilizzati per parchi acquatici, giardini e orti. I 200 ettari di giardini della città di Richelieu (Indre-et-Loire) sono, ad esempio, ancora riforniti da un ariete che trasporta l'acqua per più di 600 metri. Nel 1876, gli archivi del principale produttore, Bollée, ne elencavano un centinaio nel dipartimento dell'Indre-et-Loire. Dopo la seconda guerra mondiale, i piani di elettrificazione e approvvigionamento idrico hanno messo fine a questa macchina, per quanto indistruttibile.

Nel 1950, la Francia aveva una dozzina di produttori. Ne è rimasto solo uno oggi, SARL Walton, a Bordeaux, specializzato in irrigazione e pompaggio. “Nel 1998, rifiutandomi di fermare quello che mio nonno aveva iniziato nel 1910, creai un sito web per parlare del pistone idraulico, di cui vendevamo solo uno o due pezzi all'anno. All'inizio ho installato solo una riproduzione di uno dei nostri modelli risalente al 1936 ”, ricorda Richard Walton, il suo direttore. Nonostante la povertà del sito, è un successo. L'azienda ora vende circa 50 montoni all'anno e ha 250 utenti in archivio. Ci sono amanti degli oggetti che optano per il modello più piccolo. Agricoltori, del Limousin o del Cantal, che scelgono modelli più efficienti, alcuni dei quali sufficienti per fornire acqua a una mandria di 100 capi, ovvero una portata di circa 10 litri al giorno. Altri clienti sono in Africa, dove gli arieti Walton nutrono villaggi da 000 a 600 persone che necessitano di una portata fino a 1000 litri al giorno. "Per questi paesi, il vantaggio è anche che alla fontana l'acqua scorre costantemente, il che evita il ristagno del liquido e il rischio di contaminazione", aggiunge Richard Walton, che ha anche clienti in Vietnam. L'assenza di alimentazione esterna e la facile manutenzione sono particolarmente adatte ai paesi in via di sviluppo.

foto del pistone idraulico
Due foto di arieti idraulici. A sinistra, un modello recente della società francese Walton, l'unico ancora a commercializzare montoni. A destra un modello ancora in funzione dopo anni 50.

Tutto sommato, è un ariete che ha salvato un villaggio francese nel XIX secolo. "Se non ci fosse stato questo sistema, i nostri antenati non avrebbero potuto sfruttare il vivaio che attirava lavoro e ricchezza", ricorda Gilbert Barbier, vicesindaco di Saint-Appolinaire (Rodano), a A 50 chilometri da Lione. Un secolo dopo, Gilbert Barbier voleva far rivivere l'ariete della sua città che molti avevano dimenticato e che nessuno sapeva come. Approfittando di una giornata aperta alla scuola professionale Jules-Verne di Tarare, a 15 chilometri di distanza, Gilbert Barbier ha chiesto aiuto al preside. I suoi studenti stavano quindi cercando un progetto per partecipare alle Olimpiadi di fisica, una competizione amichevole tra diverse scuole superiori francesi, basata sulla sperimentazione. Laurent Buccini, Loïc Jacquemot, Adrien Rabany, Guillaume Rousset e Grégory Saint-Paul, con i loro insegnanti Mustapha Errami e Benjamin Topouzkhanian, si mettono al lavoro. Costruiscono il proprio ariete e funziona!
L'acqua sale anche al sesto piano del liceo. Al concorso, a febbraio, a Parigi, la giuria, colpita da questo sistema che "innaffiava" la soffitta del Palais de la Découverte, ha assegnato loro il Premio della Società francese per l'energia nucleare ...

Nuova consacrazione, 14 giugno, con la presentazione nel villaggio di Saint-Appolinaire. I cento abitanti erano presenti per vedere l'acqua salire fino al campanile della chiesa, a 17 metri dal suolo, torcendo violentemente i tubi di plastica ad ogni colpo d'ariete. "Sono felice di aver salvato questo oggetto e di aver dato l'onore alla formazione professionale", testimonia Gilbert Barbier.

Gli studenti delle scuole superiori hanno conseguito il diploma di maturità professionale con lode e l'ariete comunale non rifornisce più l'asilo nido, ma una riserva di 50 metri cubi d'acqua per i vigili del fuoco.
Gli studenti delle scuole superiori sono poi andati all'Exposcience di Mosca a luglio con la loro macchina. I professori hanno chattato con loro per ore, in russo e in inglese. Un tedesco voleva persino comprare loro il prototipo!
"Abbiamo preferito spiegargli come farlo da solo", dice Grégory Saint-Paul. Non è difficile. È solo divertente. "Ad ogni presentazione, era la festa della scienza", aggiunge Mustapha Errami, uno dei suoi insegnanti.

Il pistone idraulico è ancora in qualche modo resistente alla scienza. Stranamente, il suo rendimento esatto non è stato ancora calcolato. “L'ariete è impossibile da mettere in equazioni. Questa macchina non ama gli ingegneri. È una macchina contadina fatta da un contadino per altri contadini ”, riassume, in modo un po 'provocatorio, Richard Walton. L'ariete non è morto, sta ancora pompando.

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