Si usa tradizionalmente dividere l’idraulica in due parti principali: l’idrostatica, che considera liquidi in quiete, e l’idrodinamica, che considera invece liquidi in moto.
In particolare, l’idrostatica studia i problemi connessi all’equilibrio dei liquidi, al galleggiamento dei corpi ecc., mentre l’idrodinamica studia i problemi del moto di correnti in pressione a pelo libero, i problemi di efflusso.
L’idraulica si può anche suddividere in idraulica teorica, costituente un’importante parte della fisica matematica, in particolare della meccanica dei sistemi continui; e in idraulica applicata (o idraulica pratica), che si occupa di tutti i problemi relativi alle macchine (turbine, pompe), alle costruzioni (dighe, bacini) e alle opere (canalizzazioni, bonifiche) idrauliche.
I problemi oggetto dell’idraulica fin da epoche remotissime sono stati affrontati dall’uomo, che li ha risolti per lungo tempo empiricamente, pur realizzando opere di grande mole, alcune delle quali tuttora efficienti.
Le origini e l'evoluzione storica dell'idraulica
Così, notizie di costruzioni e di macchine idrauliche si hanno già per i popoli dell’Egitto e della bassa Caldea, che dell’idraulica classica sono stati i precursori. I Romani furono abili idraulici, conobbero mezzi tecnici molto progrediti sia per la captazione di acque superficiali e sotterranee sia per il loro trasporto e accumulazione.
Numerosissimi e famosi sono i resti di acquedotti, cisterne, pozzi, canali, cunicoli di drenaggio, dighe di sbarramento, gallerie per emissari.
Tra le opere che meglio rivelano la tecnica idraulica dei Romani si citano: la celebre Tagliata Etrusca (in realtà opera d’ingegneria romana del periodo repubblicano), emissario del Lago di Burano, facente parte degli impianti di bonifica di Cosa; lo sbarramento di Subiaco (alto 40 m e spesso 14 m, crollato nel 1305); lo sbarramento di Leptis, ad ali ricurve; la Cloaca Massima a Roma; lo scavo del Rio Martino, emissario delle Paludi Pontine; lo scavo della Fossa Tiberiana, che portava nel Nera le acque della piana reatina; la galleria che attraversa il colle Montefurado, in Spagna, lunga 400 m, per sviare il fiume Sil; la galleria che serve da emissario del Lago di Albano, costruita al tempo della presa di Veio; l’ardita galleria dell’emissario del Lago del Fucino, lunga 5642 m e con sezione di 5 m2.
Sviluppi teorici dal XVI secolo in poi
Dal punto di vista teorico, i più importanti studi dell’antichità furono quelli di Archimede. Nel 16° sec. le leggi dell’idrostatica furono precisate dal fiammingo Simon Stevin, seguito da G. Galilei e da B. Pascal.
Si deve ricordare anche l’opera di Leonardo da Vinci, che in molti manoscritti trattò varie questioni di idraulica, fissando concetti che solo qualche secolo dopo dovevano essere ripresi e affermati.
Tra la fine del 16° sec. e il principio del 18° molti studiosi si occuparono di idraulica: tra gli italiani E. Torricelli indicava, nel 1644, la legge di dipendenza tra il carico e la velocità di efflusso dell’acqua da una luce, B. Castelli (1577-1643) e G.D. Guglielmini (1655-1710) ponevano le basi dell’idraulica fluviale.
Fuori d’Italia D. Bernoulli enunciava nel 1726 il teorema che porta il suo nome. È da ricordare anche l’opera di H. Gli studi teorici di idrodinamica incominciano con l’opera di Eulero, che espose le tre equazioni del moto e l’equazione di continuità (1775), e sulla via segnata da lui e da L. Lagrange ha proceduto tutta una schiera di scienziati: G. Green, G.G. Stokes, H.L.F. Helmholtz, J.-H. Poincaré, L.-M.-H. Navier, E. Beltrami.
Parallelamente, numerosi ricercatori si muovevano per via essenzialmente sperimentale: J.-C. Borda, J.-L.-M. Poiseuille, H.-Ph.-G. Darcy, H.-E. Bazin, W. Froude, O. Reynolds, G. Bidone, W. Kutter, A. Tadini, e altri, via via sino ai nostri giorni.
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