Idraulico

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collana sussidi tecnici

edizioni scout agesci / fiordaliso

za i principi dell’idraulica per farvi diventa-

Idraulico

L’Autore vi espone con semplice chiarezre competenti ed utili in un campo che sem-

Idraulico

bra molto lontano dalla vita all’aperto: chiavi inglesi, stoppa e guarnizioni non appartengono al mondo della topografia o della segnalazione! Però l’acqua è necessaria anche ad un campo estivo ed imparare a realizzare un impianto idrico e farlo funzionare, sarà molto utile!

Questa abilità potrà realizzarsi anche tra le mura domestiche: i vostri genitori saranno felici di avere in casa un esperto di rubinetti, water e lavandini, così potranno risparmiare sulle spese di manutenzione casalinga!

La collana sussidi tecnici, pur se pensata per gli scout, può risultare utile anche ad un pubblico non scout di insegnanti ed animatori di gruppi. Indirizzata ad esploratori e guide, età per la sua praticità e per la capacità di far scoprire o approfondire tutte quelle tecniche che accompagnano il cammino scout.

sussidi tecnici

12/16 anni, può interessare anche i più grandi

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€ 10,00

Damiano Marino

29

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Collana sussidi tecnici diretta da Giorgio Cusma Incaricata del Comitato editoriale: Laura Galimberti Prima edizione: aprile 2012

ISBN 978-88-8054-900-0

Progetto grafico e impaginazione: Maria Rosaria Adinolfi Redazione: Michela Bella Consulente editoriale: Stefania Cesaretti Coordinamento editoriale: Maria Sole Migliari Stampato su carta ecologica

Š Fiordaliso Società cooperativa Corso Vittorio Emanuele II, 337 00186 Roma www.fiordaliso.it

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edizioni scout agesci / fiordaliso

Damiano Marino

Idraulico illustrazioni di

Jean Claudio Vinci

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STRUTTURA DEI SUSSIDI TECNICI COSA E ?

La tecnica che andiamo a presentare, a che serve, che storia ha, curiositĂ , aneddoti, la sua presenza nella tradizione.

COME SI FA? Strumenti, materiali, teoria di base esposta con linguaggio immediato e comprensibile.

IN PRATICA...

Suggerimenti su realizzazioni, attivitĂ , progetti, giochi per imparare facendo.

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Indice Cosa e ?

Un po’ di storia Idraulici d’eccezione Dalla fisica alla pratica Da dove viene l’acqua?

Allargando lo sguardo: il problema dell’acqua nel mondo Momenti di spiritualità

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Come si fa?

Il sistema idrico di casa Adduzione e scarico Tubi e raccordi Rubinetti Scarichi (sifone, …)

WC e scarico Scaldabagno (elettrico e a gas) Impianto termico e termosifone Attrezzatura necessaria e materiali Norme di sicurezza nei lavori Come intervenire in caso di folgorazione

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In pratica...

A casa Piccole riparazioni Sostituzione della guarnizione del rubinetto e uso del rettificatore Riparazione sciacquone WC Sturare tubi e lavandini Pulizia del sifone del lavandino Togliere l’aria dal termosifone Giuntare i tubi Pulizia dal calcare Tubazioni congelate Sostituire una bombola del gas Come risparmiare acqua

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Al campo Materiale e manutenzione Impianto idrico (lavatoi, docce, …)

Costruzione di un lavello Costruzione di una doccia di Squadriglia Costruzione di un lavandino con pedale Costruzioni zona lavatoi Potabilizzazione dell’acqua Giochi con l’acqua

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In sede Attenzioni da avere

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In giardino o sul balcone Costruzione di un impianto di annaffiamento a goccia Come annaffiare i fiori quando si è in vacanza

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Cosa fare in caso di emergenza Per sensibilizzare sull’uso responsabile dell’acqua

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Cosa e ?

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UN PO’ DI STORIA a parola idraulica deriva dalle parole greche hýdor (acqua) e aulòs L (tubo), non vi meraviglierete quindi se parleremo di tutto quello che riguarda queste due parole: di come funzionano gli impianti casalinghi e di come poter effettuare interventi di manutenzione e piccole riparazioni, ma anche di come fare impianti al campo e di come uno scout con queste conoscenze e competenze può essere utile in tante occasioni.

L’acqua è l’elemento naturale più presente sul nostro pianeta (ricopre circa i due terzi della superficie terrestre, raggiungendo un volume di circa 1,5 miliardi di km³), è basilare per la nostra vita, e tutti gli insediamenti umani, fin dalla preistoria, si sono sempre stabiliti vicino a fonti di acqua (fiumi, sorgenti, pozzi). Non è un caso che le più grandi civiltà si sono sviluppate intorno ai grandi fiumi della Terra: il Tigri e l’Eufrate, il Nilo, l’Indo, il Fiume Giallo. Ecco allora che fin dalle origini l’uomo si è ingegnato per poter utilizzare a suo vantaggio l’acqua: approvvigionamento, irrigazione, trasporto, …

Ogni civiltà ha contribuito in un settore specifico: i Babilonesi e gli Egiziani nello sfruttamento dell’acqua per l’irrigazione con l’uso delle canalizzazioni e lo studio delle piene; i Cinesi con le prime chiuse per facilitare il trasporto su acqua; i Greci con lo studio dei fenomeni legati ai fluidi, da cui poi si sarebbero sviluppate scienze come l’idrostatica (studio dei fluidi in quiete) e l’idrodinamica (studio dei fluidi in movimento); i Romani con la costruzione di grandi acquedotti per l’approvvigionamento delle città e di monumentali impianti termali.

Il Medio Evo vide lo sviluppo di alcune invenzioni già sfruttate nell’antichità. Il mulino ad acqua, ad esempio, non fu più utilizzato solo per macinare, ma anche per alimentare le segherie, i mantici delle fornaci e la lavorazione dei metalli. In quel periodo grande fu l’apporto dato dall’Islam, che introdusse nei sistemi dei canali di irrigazione l’uso del sifone, riuscendo così a superare il problema dei dislivelli nella distribuzione delle acque.

Nel Rinascimento ci fu una riscoperta della civiltà classica, e di tutto il suo sapere scientifico, che venne ripreso e integrato con le nuove conoscenze acquisite; questo portò alla costruzione di nuove macchine sempre più sofisticate e allo studio dei principi di base della fisica dei liquidi. L’epoca dei Lumi contribuì a favorire lo studio di questa branca della fisica, e l’applicazione del concetto di pressione ne amplificò i risultati.

La successiva Rivoluzione Industriale cambiò rapidamente la vita dell’Occidente e portò a studiare nuovi macchinari e soluzioni utili allo sviluppo produttivo (basti pensare all’invenzione della macchina a vapore). Nell’età contemporanea gli sviluppi dell’applicazione delle leggi sui fluidi all’aerodinamica hanno permesso i primi voli aerei, fino 8

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> cosa e ?

ad arrivare ai voli spaziali di oggi. In ogni epoca si è insomma tentato di avvalersi delle scoperte fatte in precedenza, ampliandole con gli studi e mettendole in pratica. Non ci sarà da meravigliarsi se vedremo ancora tante novità strabilianti, anche spinti dalle necessità più attuali: l’urgenza del risparmio delle risorse, l’attenzione all’ambiente, la necessità di combattere e contenere la desertificazione.

ALCUNE CURIOSITA’ SULLA “GRANDEZZA IDRAULICA” DEI ROMANI Le terme, edifici pubblici dedicati al bagno e fra i principali luoghi di ritrovo, avevano tre grandi ambienti: il frigidarium per bagni in acqua fredda, il calidarium per bagni caldi e il tepidarium ambiente di passaggio fra i primi due. Le più grandi, a Roma, furono quelle di Diocleziano completate nel 306 d.C.: si estendevano per oltre 13 ettari, avevano una piscina di 3500 m2 e potevano ospitare fino a 3000 bagnanti.

Gli acquedotti permettevano di portare acqua potabile nelle città,

attraverso un sistema di canalizzazioni lunghe anche molti chilometri. La necessità di una pendenza costante per far scorrere l’acqua portò a costruire grandi arcate per superare i dislivelli. Roma era servita da 11 acquedotti che avevano una lunghezza complessiva di 350 chilometri. Di molti il percorso e la struttura sono stati utilizzati fino alla metà del secolo scorso. L’acquedotto più lungo costruito dai Romani riforniva la città di Cartagine (nell’attuale Tunisia), e misurava ben 141 chilometri.

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Idraulici d’eccezione Abbiamo visto come nel corso della storia l’acqua sia stata oggetto di scoperte, sviluppi e applicazioni. In particolare sono stati determinanti alcuni studiosi, che all’acqua hanno applicato il principio scout di “osservazione e deduzione”: l’hanno osservata, hanno studiato le sue caratteristiche e hanno individuato le leggi fisiche che la governano, trovandone poi le applicazioni pratiche più utili per la vita dell’uomo.

Nell’antichità non ci si può certo dimenticare di Archimede (III sec. a.C.), che tutti noi, nel nostro immaginario, vediamo immerso nella vasca da bagno dove ebbe l’intuizione che “ogni corpo immerso in un liquido riceve una spinta dal basso verso l’alto uguale al peso di acqua spostato”, e che, dopo aver intuito la forza di questa spinta, va in giro per la città gridando “Eureka”, cioè “ho trovato!”.

Aveva individuato il principio per cui un corpo nell’acqua galleggia, che sia una nave, la zattera che costruiamo con la Squadriglia, noi quando nuotiamo, ecc.

Altro grande “idraulico” fu Leonardo da Vinci (1452-1519), uomo d’ingegno in molti campi, fra cui anche la fisica e l’idraulica; chiamato a progettare sistemi di difesa e di miglioramento delle città, studiò sistemi di canali, dighe, chiuse, progettò ruote idrauliche e pensò perfino alla costruzione di un sommergibile.

Il Seicento e il Settecento sono stati, poi, secoli di grandi scienziati e di grandi scoperte scientifiche, molte delle quali sono state raggiunte in fisica con lo studio del comportamento dei fluidi (acqua e aria).

Ancora oggi si usano le applicazioni di alcune intuizioni e 10

scoperte di scienziati di allora. Fra queste ricordiamo il principio dei vasi comunicanti di Galileo Galilei (1564-1642), che fu ripreso poi da Blaise Pascal (1623-1662), anche noto per aver studiato le forze di pressione.

Dalla fisica alla pratica

> cosa e ?

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Molti degli studiosi citati nel paragrafo precedente li abbiamo incontrati a scuola, quando ci siamo imbattuti, studiando materie scientifiche o tecnologiche, in termini come “idrostatica” e “idrodinamica”, quei settori della fisica che come abbiamo detto riguardano lo studio dei fluidi (i gas e i liquidi; qui in particolare vedremo l’acqua) fermi o in movimento.

A fondamento di queste leggi fisiche, vi sono alcuni principi di base, che nella pratica vengono applicati molto spesso nella vita di tutti i giorni. Vediamone alcuni: • Il principio dei vasi comunicanti: dice che un liquido, contenuto in due recipienti comunicanti fra loro, raggiunge lo stesso livello.

Applicazioni di questo principio sono le chiuse che, attraverso la loro apertura o chiusura, permettono, in canali artificiali, di far superare alle imbarcazioni in navigazione le differenze di quota. In molti posti si possono ancora trovare grandi serbatoi d’acqua posizionati in zone alte della città, per la distribuzione dell’acqua; anche queste costruzioni sfruttano i vasi comunicanti, in quanto l’acqua tende a raggiungere le varie utenze che si trovano tutte più in basso del serbatoio (fornendo anche una forza di pressione grazie all’altezza), il tutto senza uso di pompe. Altre applicazioni comuni sono la livella ad acqua e il sifone. La prima è composta da un tubo di gomma riempito di acqua: non uscirà acqua se le due estremità saranno allo stesso livello. La seconda è un sistema usato per travasare liquidi (come il vino da una damigiana, o anche il “succhio” fatto al serbatoio del motorino): si colloca il recipiente pieno a un livello più alto rispetto a quello da riempire; si collegano i due recipienti con un tubo e quando lo si riempie di liquido (con una pompa che aspira l’aria, o succhiando noi stessi l’aria dal tubo) avviene il travaso, in quanto il liquido nel recipiente più in basso cerca di raggiungere lo stesso livello di quello posto più in alto, ormai comunicanti.

• La capillarità: è quella proprietà per cui l’acqua tende a risalire nei 11

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mezzi porosi, ad opera delle sue stesse forze di superficie. È il principio per cui si può asciugare una superficie con una spugna (imbibizione), applicazioni dirette ne sono gli asciugamani o la carta assorbente.

Anche il pennino della penna stilografica usa questo principio fisico.

• Il principio di Archimede: dice che un corpo immerso in un fluido riceve una spinta dal basso verso l’alto pari al peso dell’acqua spostata.

Regolando il peso del corpo da immergere e la sua forma, si possono far galleggiare navi (o volare mongolfiere). Si basa sullo stesso principio il sommergibile: quando si vuole farlo immergere si fanno riempire le sue camere stagne di acqua, aumentando così il suo peso.

• Il principio di Pascal: inserisce un nuovo elemento, la pressione, che, esercitata su un fluido, si trasmette invariata in ogni punto del fluido stesso e sulle pareti del contenitore. È il principio con cui funziona l’ascensore idraulico: una forza comprime un liquido, che fa alzare il pistone alla base dell’ascensore; così l’impianto frenante di una automobile: la pressione del piede sul pedale si trasmette attraverso un condotto pieno d’olio fino alle ganasce, e da queste al tamburo o alle pastiglie sul disco (a seconda del sistema frenante). Anche la semplice siringa e lo sturalavandini a ventosa si basano su questo stesso principio.

• La tensione superficiale: nell’acqua è quella proprietà fisica che opera sulla superficie di contatto con l’aria: i legami fra le molecole del liquido sulla superficie si comportano come se ci fosse una piccola membrana. È la proprietà che dà sfericità alle gocce d’acqua, e anche quella che permette ad alcuni insetti, i gerridi, conosciuti come “insetti pattinatori”, di camminare sull’acqua.

• Il principio di Bernoulli: mette in relazione fra loro la velocità e la pressione di un fluido in movimento. L’applicazione di questo principio su un corpo inserito nel fluido in movimento ha portato alla definizione di portanza: la forza che fa alzare in volo un aereo o che permette il movimento alle barche a vela.

Altro effetto di questo principio lo notiamo quando, stringendo con le dita la bocca di un tubo da cui sta uscendo acqua, questa compie un tragitto maggiore: lance antincendio e irrigatori utilizzano questo principio che permette getti di acqua più potenti e più lunghi.

DA DOVE VIENE L’ACQUA? acqua che noi beviamo, da dove viene? Come arriva a sorgenti, ruscelli, fontanili? Perché ha sapori diversi a seconda delle L’ zone? Perché a volte l’acqua di sorgenti e pozzi è inquinata?

A queste domande risponde il ciclo dell’acqua, quello che permette la presenza della vita sulla terra. Proviamo a riassumerlo in maniera schematica: l’acqua presente nelle grandi superfici (oceani, 12

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foreste pluviali, …) è riscaldata dal calore del sole e in parte evapora, si trasforma cioè in vapore acqueo; le correnti ascensionali portano in alto nell’atmosfera questo vapore che, per le basse temperature, si ricondensa in piccole goccioline, formando le nubi; all’interno delle nubi queste goccioline si uniscono in gocce più grandi che tornano sulla superficie terrestre in forma di pioggia, neve o grandine; parte della pioggia cade nuovamente nel mare, altra cade sul terreno e da questo parte viene assorbita e parte scorre fino a formare ruscelli e fiumi; l’acqua assorbita attraversa il terreno fino a trovare strati di rocce impermeabili, dove si raccoglie in corsi d’acqua sotterranei, i quali emergono in superficie con il fenomeno delle sorgenti; da qui l’acqua, seguendo la legge di gravità, si raccoglie in fiumi che si riversano nuovamente in mare, dove il ciclo riprende.

Gli acquedotti prendono l’acqua principalmente dalle falde sotterranee, direttamente attraverso pozzi oppure da bacini in prossimità delle sorgenti. Nell’attraversare il terreno l’acqua si arricchisce di sali minerali, presentando così alla sorgente caratteristiche proprie a seconda del terreno che è stato attraversato: sono le cosiddette acque minerali.

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