Ο κοχλίας του Αρχιμήδη - γνωστός και ως κοχλίας νερού, αιγυπτιακός κοχλίας και υδροδυναμικός κοχλίας - είναι μια μηχανή που χρησιμοποιείται για την ανύψωση και τη μεταφορά νερού. Η τεχνολογία διαθέτει συνήθως μια σπείρα μέσα σε έναν κοίλο σωλήνα, η οποία, όταν περιστρέφεται, εκτοπίζει θετικά το νερό από τον πυθμένα προς την κορυφή του κυλίνδρου.

Αν και η τεχνολογία αποδίδεται συχνά στον Έλληνα μαθηματικό και εφευρέτη του 3ου αιώνα, Αρχιμήδη από τις Συρακούσες, υπάρχουν ενδείξεις ότι οι βιδωτές αντλίες χρησιμοποιούνταν αιώνες νωρίτερα, τόσο στην Αίγυπτο όσο και στην Ασσυρία. Στην πραγματικότητα, ορισμένοι μελετητές θεωρούν ότι οι βιδωτές αντλίες χρησιμοποιούνταν ως εργαλεία άρδευσης ήδη από τον 7ο αιώνα π.Χ..

Πώς ακριβώς λειτουργεί λοιπόν ο κοχλίας του Αρχιμήδη, πότε εφευρέθηκε και γιατί αποδίδεται στον Αρχιμήδη;

Πώς λειτουργεί ο κοχλίας του Αρχιμήδη;

Μια αντλία νερού στην Αίγυπτο από τη δεκαετία του 1950 που χρησιμοποιεί τον μηχανισμό του κοχλία του Αρχιμήδη

Πηγή εικόνας: Zdravko Pečar, CC BY-SA 4.0 , μέσω Wikimedia Commons

Ο κοχλίας του Αρχιμήδη είναι ουσιαστικά ένας κοίλος σωλήνας που περιέχει μια σπείρα ή έλικα που ελίσσεται προς τα πάνω στον κύλινδρο. Το κάτω άκρο του σωλήνα τοποθετείται σε ένα σώμα νερού και ο σωλήνας περιστρέφεται. Καθώς ο κοχλίας περιστρέφεται, αναρροφά μέρος του νερού. Περαιτέρω περιστροφές ανεβάζουν το νερό μέσα από διαδοχικούς θύλακες της έλικας μέχρι να φτάσει στην κορυφή του σωλήνα.

Με αυτόν τον τρόπο, το νερό από μια χαμηλότερη πηγή (π.χ. ποταμός) θα μπορούσε εύκολα να ανυψωθεί σε μια διαφορετική πηγή (όπως μια αρδευτική τάφρος που ρέει σε γεωργικές εκτάσεις).

Οι μέθοδοι περιστροφής της βιδωτής αντλίας ποικίλλουν ευρέως ανά τους αιώνες. Σε ορισμένους πολιτισμούς, ο άξονας περιστρεφόταν με χειρωνακτική εργασία. Σε άλλους, με βοοειδή ή ανεμόμυλους. Τελικά, χρησιμοποιήθηκαν κινητήρες για την κίνηση των βιδωτών αντλιών.

Ποιος εφηύρε τη βίδα του Αρχιμήδη;

Υπάρχουν ενδείξεις ότι ο κοχλίας του Αρχιμήδη ήταν σε χρήση κατά την ελληνιστική περίοδο της αρχαίας αιγυπτιακής ιστορίας, περίπου τον 3ο αιώνα π.Χ. Εκείνη την εποχή, ο κοχλίας του Αρχιμήδη χρησιμοποιήθηκε για την ανύψωση νερού από τον Νείλο, λειτουργώντας ως εργαλείο άρδευσης. Ορισμένοι μελετητές έχουν διατυπώσει τη θεωρία, ωστόσο, ότι οι αρχαίοι πολιτισμοί είχαν στην κατοχή τους την τεχνολογία πολύ νωρίτερα από τον 3ο αιώνα π.Χ..

Εκμαγείο βραχώδους ανάγλυφου του Σενναχειρείμ από τους πρόποδες του Cudi Dağı, κοντά στο Cizre. Το εκμαγείο εκτίθεται στο Landshut της Γερμανίας.

Πηγή εικόνας: Timo Roller, CC BY 3.0 , μέσω Wikimedia Commons

Η Ασσυριολόγος Stephanie Dalley, για παράδειγμα, έχει διατυπώσει τη θεωρία ότι οι βίδες νερού χρησιμοποιούνταν στη νεοασσυριακή αυτοκρατορία κατά τη διάρκεια της βασιλείας του βασιλιά Σενναχειρείμ (704-681 π.Χ.). Η Dalley παραθέτει ως απόδειξη μια σφηνοειδή επιγραφή, χαιρετίζοντας το αντικείμενο ως απόδειξη ότι οι Ασσύριοι χύτευαν βιδωτές αντλίες από χαλκό περίπου τον 7ο αιώνα π.Χ..

Η θεωρία του Dalley ευθυγραμμίζεται με τα γραπτά του αρχαίου Έλληνα ιστορικού Στράβωνα, ο οποίος έγραψε ότι οι κρεμαστοί κήποι της Βαβυλώνας - το πιο άπιαστο από τα "7 θαύματα του αρχαίου κόσμου" - αρδεύονταν με βίδες.

Οι κήποι δεν έχουν ποτέ εντοπιστεί οριστικά: ορισμένοι θεωρούν ότι βρίσκονταν στη Βαβυλώνα αλλά καταστράφηκαν τον 1ο αιώνα μ.Χ., ενώ άλλοι υποστηρίζουν ότι μπορεί να χτίστηκαν στη Νινευή υπό τον βασιλιά Σενναχειρείμ. Έτσι, μέχρι στιγμής, δεν υπάρχει οριστικός τρόπος να γνωρίζουμε πώς ακριβώς αρδεύονταν - είτε με βιδωτές αντλίες είτε όχι.

Γιατί είναι ευρέως γνωστή ως βίδα του Αρχιμήδη;

Ο Αρχιμήδης στοχαστικός (επίσης γνωστό ως Πορτρέτο ενός λόγιου) του Domenico Fetti, 1620. Ο Αρχιμήδης θεωρείται ο σημαντικότερος φυσικός της αρχαιότητας.

Πηγή εικόνας: Domenico Fetti, Public domain, μέσω Wikimedia Commons

Αν λοιπόν οι Ασσύριοι και οι αρχαίοι Αιγύπτιοι μπορεί να είχαν στην κατοχή τους την τεχνολογία πριν από τον 3ο αιώνα π.Χ., γιατί πήρε το όνομά της από έναν Έλληνα μαθηματικό και εφευρέτη του 3ου αιώνα, τον Αρχιμήδη των Συρακουσών;

Μια θεωρία υποστηρίζει ότι ο Αρχιμήδης εφηύρε ο ίδιος τη βιδωτή αντλία, ανεξάρτητα. Η ιστορία λέει ότι ο βασιλιάς Ιέρωνας ζήτησε από τον Αρχιμήδη να εφεύρει ένα εργαλείο που θα μπορούσε να απομακρύνει το νερό από το κύτος ενός πλοίου, γεγονός που οδήγησε τον Αρχιμήδη στη δημιουργία της βιδωτής αντλίας.

Μια άλλη θεωρία υποστηρίζει ότι ο Αρχιμήδης ταξίδεψε από την Ελλάδα στην Αίγυπτο γύρω στο 234 π.Χ., όπου ανακάλυψε την τεχνολογία που ήδη χρησιμοποιούνταν εκεί. Στη συνέχεια άρχισε να προσαρμόζει και να βελτιώνει την εφεύρεση στις δικές του παραμέτρους. Πράγματι, τα στοιχεία δείχνουν ότι ο Αρχιμήδης δεν διεκδίκησε ποτέ την εφεύρεση ως δική του, αλλά μάλλον του αποδόθηκε δύο αιώνες αργότερα, από τον Έλληνα του 1ου αιώνα π.Χ.ιστορικός, Διόδωρος.

Πώς επηρέασε η βίδα του Αρχιμήδη την κοινωνία;

Η βίδα του Αρχιμήδη χρησίμευσε ως ζωτικής σημασίας βοήθημα για την άρδευση σε ολόκληρο τον αρχαίο κόσμο, συνήθως ως μέσο ανύψωσης νερού από ποτάμια και λίμνες σε γεωργικές εκτάσεις.

Μέχρι σήμερα, οι βιδωτές αντλίες χρησιμοποιούνται σε εγκαταστάσεις επεξεργασίας νερού σε όλο τον κόσμο για τη μετακίνηση νερού και λυμάτων. Η τεχνολογία μπορεί επίσης να βρεθεί σε ορισμένες βόλτες σε λούνα παρκ και σε σιντριβάνια σοκολάτας.

Εάν το νερό διοχετευθεί στην κορυφή ενός κοχλία Αρχιμήδη, αντί για το κάτω μέρος, αναγκάζει τον κοχλία να περιστραφεί. Αυτό μπορεί στη συνέχεια να χρησιμοποιηθεί ως μια μορφή παραγωγής ηλεκτρικής ενέργειας. Αντλίες υδροπαραγωγής αυτού του είδους χρησιμοποιούνται στον ποταμό Τάμεση στην Αγγλία, η παραγόμενη ενέργεια από τις οποίες στη συνέχεια τροφοδοτείται στο κάστρο του Ουίνδσορ.