Śruba Archimedesa - znana również jako śruba wodna, śruba egipska i śruba hydrodynamiczna - jest maszyną używaną do podnoszenia i transportowania wody. Technologia ta zazwyczaj zawiera spiralę w wydrążonej rurze, która po obróceniu pozytywnie przemieszcza wodę z dołu do góry cylindra.

Chociaż technologia ta jest często przypisywana greckiemu matematykowi i wynalazcy z III wieku, Archimedesowi z Syrakuz, istnieją dowody na to, że pompy śrubowe były używane wieki wcześniej, zarówno w Egipcie, jak i w Asyrii. W rzeczywistości niektórzy uczeni twierdzą, że pompy śrubowe były używane jako narzędzia do nawadniania już w VII wieku p.n.e.

Jak więc dokładnie działa śruba Archimedesa, kiedy została wynaleziona i dlaczego przypisuje się ją Archimedesowi?

Jak działa śruba Archimedesa?

Pompa wodna w Egipcie z lat 50. XX wieku, która wykorzystuje mechanizm śruby Archimedesa

Image Credit: Zdravko Pečar, CC BY-SA 4.0 , via Wikimedia Commons

Śruba Archimedesa jest w istocie wydrążoną rurką, która zawiera spiralę, która wije się w górę cylindra. Dolny koniec rurki jest następnie umieszczony w zbiorniku wodnym, a rurka jest obracana. Gdy śruba się obraca, zbiera część wody. Kolejne obroty podnoszą wodę przez kolejne kieszenie spirali, aż osiągnie ona szczyt rurki.

W ten sposób woda z niższego źródła (powiedzmy rzeki) może być łatwo podniesiona do innego źródła (takiego jak rów irygacyjny płynący do terenów rolniczych).

Metody obracania pompy śrubowej były bardzo zróżnicowane na przestrzeni wieków. W niektórych cywilizacjach wał był obracany za pomocą pracy ręcznej, w innych za pomocą bydła lub wiatraków. W końcu do napędzania pomp śrubowych zaczęto stosować silniki.

Kto wymyślił śrubę Archimedesa?

Istnieją dowody na to, że śruba Archimedesa była używana w hellenistycznym okresie historii starożytnego Egiptu, w około III wieku p.n.e. W tym czasie śruba Archimedesa była używana do podnoszenia wody z Nilu, funkcjonując jako narzędzie do nawadniania. Niektórzy uczeni teoretyzowali jednak, że starożytne cywilizacje były w posiadaniu tej technologii znacznie wcześniej niż w III wieku p.n.e.

Odlew płaskorzeźby skalnej Sennacheryba z podnóża Cudi Dağı, w pobliżu Cizre. Odlew jest eksponowany w Landshut, Niemcy.

Image Credit: Timo Roller, CC BY 3.0 , via Wikimedia Commons

Asyriolog Stephanie Dalley, na przykład, wysunęła tezę, że śruby wodne były w użyciu w imperium neoasyryjskim za panowania króla Sennacheryba (704-681 p.n.e.). Dalley powołuje się na inskrypcję pismem klinowym jako dowód, uznając artefakt za dowód, że Asyryjczycy odlewali pompy śrubowe z brązu w około VII wieku p.n.e.

Teoria Dalleya zgadza się z pismami starożytnego greckiego historyka Strabo, który napisał, że Wiszące Ogrody Babilonu - najbardziej nieuchwytny z "7 cudów starożytnego świata" - były nawadniane za pomocą śrub.

Ogrody nigdy nie zostały ostatecznie zlokalizowane: niektórzy twierdzą, że znajdowały się w Babilonie, ale zostały zniszczone w I wieku n.e., podczas gdy inni uważają, że mogły zostać zbudowane w Niniwie za czasów króla Sennacheryba. Tak więc, jak dotąd, nie ma ostatecznego sposobu, aby dowiedzieć się, jak dokładnie były nawadniane - czy za pomocą pomp śrubowych, czy też nie.

Dlaczego popularnie nazywana jest śrubą Archimedesa?

Archimedes zamyślony (znany również jako Portret uczonego) autorstwa Domenico Fettiego, 1620 r. Archimedes jest uważany za najważniejszego fizyka w starożytności

Image Credit: Domenico Fetti, Public domain, via Wikimedia Commons

Skoro więc Asyryjczycy i starożytni Egipcjanie mogli być w posiadaniu tej technologii przed III wiekiem p.n.e., to dlaczego nazwano ją imieniem III-wiecznego greckiego matematyka i wynalazcy, Archimedesa z Syrakuz?

Jedna z teorii zakłada, że Archimedes wynalazł pompę śrubową samodzielnie, niezależnie. Historia mówi, że król Hiero zlecił Archimedesowi wynalezienie narzędzia, które mogłoby usunąć wodę z kadłuba statku, co doprowadziło Archimedesa do stworzenia pompy śrubowej.

Inna teoria zakłada, że Archimedes podróżował z Grecji do Egiptu w około 234 r. p.n.e., gdzie odkrył technologię, która była już tam używana. Następnie zabrał się za podrasowywanie i ulepszanie wynalazku do swoich własnych parametrów. W rzeczywistości dowody sugerują, że Archimedes nigdy nie twierdził, że wynalazek jest jego autorstwa, ale raczej został mu przypisany dwa wieki później, przez Greka z I wieku p.n.e.historyk, Diodorus.

Jak śruba Archimedesa wpłynęła na społeczeństwo?

Śruba Archimedesa służyła do nawadniania w całym starożytnym świecie, zazwyczaj jako środek do podnoszenia wody z rzek i jezior na tereny rolnicze.

Do dziś pompy śrubowe są stosowane w oczyszczalniach ścieków na całym świecie do przemieszczania wody i ścieków. Technologię tę można również znaleźć w niektórych przejażdżkach w parkach rozrywki i w fontannach czekoladowych.

Jeśli woda zostanie skierowana do górnej części śruby Archimedesa, a nie do dolnej, zmusi ją do obracania się, co może zostać wykorzystane do produkcji energii elektrycznej. Tego rodzaju pompy hydroelektryczne są używane na Tamizie w Anglii, a wytworzona przez nie energia jest następnie zasilana w zamku Windsor.