Il Principio di Pascal: Fondamento dell'Idraulica
Il principio di Pascal è un concetto fondamentale nell'ambito dell'idraulica. L’enunciato di questa legge afferma che esercitando una pressione su un fluido questa si trasmetterà inalterata in qualsiasi punto, cioè con la stessa intensità in ogni direzione. Il requisito fondamentale affinché ciò avvenga è che il fluido in questione si trovi all’interno di un contenitore, o meglio che risulti confinato in uno spazio ben preciso.
La Dimostrazione Pratica di Blaise Pascal
La sua dimostrazione pratica avvenne nel 1647, quando Blaise Pascal decise di effettuare un esperimento sfruttando una botte di legno, un tubo di metallo e dell’acqua. Una volta inserito il tubo nella botte attraverso un foro largo quanto il suo diametro sulla base superiore iniziò a versare il liquido un po’ alla volta. Dopo un po’ la botte si ruppe a causa della pressione dell’acqua premeva sulle sue pareti.
La botte si spaccava senza che si creasse una sola crepa ma come se fosse scoppiato qualcosa all’interno. Come afferma il principio di Pascal quindi la pressione era uguale su ogni punto della superficie interna e non concentrata sul fondo.
La dimostrazione però si può anche replicare “in piccolo” senza usare una botte ma con una semplice bottiglia di plastica piena d’acqua. Sistemando la bottiglia piena al centro di una bacinella basta prendere un ago spesso e praticare dei piccoli fori lungo tutto il bordo. Da ciascuno di questi partirà un piccolo zampillo d’acqua, ma indipendentemente dal punto in cui è stato praticato il foro l’intensità del getto sarà uguale. Questo perché anche qui la pressione del liquido è uguale in tutti i punti della superficie.
Il Legame con la Legge di Stevino
Il principio di Pascal non è esprimibile con una formula perché esprime quella che è una proprietà intrinseca dei fluidi. Tuttavia spesso la si associa alla legge di Stevino, un’equazione fondamentale per lo studio dell’idrostatica. La sua funzione è quella di stabilire la pressione esercitata da un fluido su un corpo immerso a una data profondità.
La formula di Stevino per calcolare la pressione man mano che si scende in profondità in un fluido è p = ρgh. Nel dettaglio ρ indica la densità del fluido e varia a seconda della sua natura, g è l’accelerazione di gravità (9,81 m/s2) e h la profondità a cui ci si trova, espressa in metri. Tuttavia su ogni fluido grava una pressione aggiuntiva, ovvero quella atmosferica (patm) equivalente a 1 bar.
Di conseguenza bisogna riscrivere la formula precedente nel formato p = patm + ρgh. Secondo il principio di Pascal esercitando una pressione su un fluido questa si trasmette uguale in qualsiasi suo punto, perciò dovremo considerare patm sia sulla superficie che sul fondo di un lago o di un oceano.
Sul nostro pianeta vale 1 bar, ma se fossimo su Nettuno questa sarebbe diversa dato che l’atmosfera ha una composizione diversa. Considerare la pressione atmosferica nella legge di Stevino è dunque una conseguenza di quanto dimostrato da Blaise Pascal. Per chi pratica immersioni e nella progettazione di batiscafi e sottomarini è fondamentale tenerne conto per regolare la pressurizzazione interna oltre che la resistenza degli scafi.
Il Torchio Idraulico: Un'Applicazione Pratica
Pur restando sotto forma di enunciato anziché di formula, questo principio trova importanti applicazioni pratiche nella progettazione di alcune macchine. Tra queste c’è il torchio o elevatore idraulico, composto da due pistoni con sezioni diverse: una maggiore, che si indica con S2. e una più piccola denominata S1. Fra di loro i pistoni sono collegati da un tubo a U dove è presente un fluido, solitamente olio.
Il funzionamento del torchio idraulico è molto semplice. Si esercita una forza sul pistone con la sezione minore creandone una maggiore che consente di sollevare l’altro. La forza (F1) esercitata su S1 è direzionata verso il basso, mentre quella (F2) su S2 verso l’alto. Dividendo F1 e F2 per le rispettivi superfici dei pistoni troviamo p1 e p2, e secondo il principio di Pascal le due pressioni si equivalgono (p1 = p2).
Possiamo perciò scrivere che F1/ S1 = F2/ S2. Dato che forza e superficie sono inversamente proporzionali più si ampia la sezione S2 minore sarà la forza F1 da applicare per sollevare il pistone con il carico. Nella maggior parte dei casi le sezioni S1 e S2 sono circolari quindi basta conoscere il loro raggio per ricavarle.
Quando si usa il torchio la forza da vincere per riuscire a sollevare il pistone di sezione S2 è un peso, come un’auto o un tir, infatti è molto utilizzato all’interno delle officine. Per calcolarla quindi si moltiplica la sua massa in chilogrammi per l’accelerazione di gravità g, che vale 9,81 m/s².
Esempio Pratico: Calcolo della Forza nel Torchio Idraulico
Vediamo ora un caso pratico. Supponiamo di avere una di queste macchine composta da due cilindri. Uno con un raggio di 0,5 m e l’altro con un raggio pari a sei volte tanto. Che forza dovrò applicare sul primo cilindro per riuscire a sollevare una moto di 180 kg posizionata sul secondo?
Iniziamo trovando l’area delle due superfici di appoggio. Le troviamo con la formula πr², quindi S1 è pari a 0,785 m² mentre la seconda risulta di 28,26 m². Ci manca F2 per avere tutti i dati, e la troviamo moltiplicando la mazza della moto per g, ossia 180 x 9,81 = 1765 Newton. A questo punto dobbiamo solo sostituire i valori che abbiamo nella formula F1/ S1 = F2/ S2.
Quindi F1 = S1 x F2/ S2 = 49,05 Newton.
L'Idraulico Liquido: Cosa Può Sciogliere e Come Funziona
L’idraulico liquido è un prodotto molto utile per la manutenzione e la riparazione di impianti idraulici. L’idraulico liquido è composto principalmente da solventi chimici che sono in grado di dissolvere grasso, olio, residui organici e altre sostanze presenti negli impianti idraulici. Grazie alle sue potenti proprietà solventi, l’idraulico liquido è in grado di rimuovere efficacemente gli accumuli di grasso, olio e altri residui organici che possono ostruire i tubi.
Basta versare l’idraulico liquido nel punto in cui si trova l’ostruzione e lasciarlo agire per un po’ di tempo. Come accennato in precedenza, l’idraulico liquido ha anche proprietà lubrificanti. Questo significa che può essere utilizzato per ridurre l’attrito all’interno degli impianti idraulici, migliorando così la loro efficienza e prolungandone la durata nel tempo.
Consigli Utili per la Disostruzione degli Scarichi Domestici
L’otturazione del lavello o del lavandino del bagno è uno di quei problemi domestici che sicuramente sarà capitato almeno una volta a ciascuno di noi. Il lavandino intasato è una vera seccatura che, a seconda della gravità delle circostanze, può risolversi in un una difficoltà a usare bagno o cucina o a un totale, drammatico, stop delle funzionalità di base di una parte importante della casa a causa degli scarichi otturati.
A ostruirsi sono ovviamente le tubazioni di scarico, che vanno distinte da quelle di carico. Se siamo in cucina i principali responsabili dell’ostruzione sono i residui di cibo miscelati a olio e saponi per lavare le stoviglie. Questi “ingredienti” creano un mix micidiale che, solidificandosi, finisce per ostruire le tubazioni fino a provocare l’otturazione vera e propria.
In bagno, invece, i nemici dei tubi sono peli, capelli (soprattutto i capelli!) e saponi vari.
Rimedi Fai da Te per la Disostruzione
Come Idraulici specializzati il consiglio che diamo, di base, è quello di rivolgersi all’idraulico. L’idraulico sarà competente, saprà dove mettere le mani, non si farà male (come vedremo si rischia anche quello) e, cosa ancora più importante, non peggiorerà mai la situazione facendo dei danni. Tuttavia esistono alcuni consigli pratici che possono essere tentati in tutta sicurezza e che in alcuni casi risolvono il problema con dei rimedi “casalinghi”.
- Acqua calda e stura lavandini: Spesso l’acqua calda riesce a ammorbidire il “tappo”, permettendovi così di agire. Versate una pentola di acqua molto calda, facendo attenzione a non scottarvi, direttamente nello scarico. Versate l’acqua tutta assieme e non un poco alla volta. Quando l’acqua sarà defluita armeggiate con il classico stura lavandini e voilà, potreste aver risolto con questo semplice espediente.
- Bicarbonato e aceto: Bicarbonato e aceto sono le armi chimiche più potenti a disposizione di ogni cucina che si rispetti. Non tutti sanno che entrambi questi elementi hanno un elevato potere disincrostante. Ma il vero segreto sta nel mischiarli: questo potere si moltiplica creando un potente strumento che potrebbe portare a nuovo le vostre tubature. Procedete così: versate un mezzo bicchiere di bicarbonato direttamente nello scarico da disostruire e poi aggiungete un bicchiere di aceto di vino. Vedrete subito gli effetti della reazione chimica: una bella schiuma “frizzante”. Dopo questo trattamento aspettate un paio d’ore e poi ripetete la procedura precedente con l’acqua calda. Il nemico dovrebbe essersi dissolto!
- Acqua calda, sale e aceto: Anche sale e aceto mischiati assieme ad alte temperature rappresentano un potente mix adatto a sturare le tubature. Portate quasi a ebollizione un litro d’acqua, aggiungete due bicchieri di aceto e 5 cucchiai di sale grosso. Mescolate il tutto e buttate direttamente nello scarico ostruito. Spesso funziona!
Attenzione all'uso di Soda Caustica e "Idraulico Liquido"
Ecco: questa soluzione non la prendete neanche in considerazione. Ve lo proibiamo tassativamente. Si tratta di sostanze pericolose per voi e per le tubature. Se trovate in giro siti che consigliano di utilizzare in autonomia queste sostanze altamente aggressive diffidate assolutamente e non fatelo.
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