Șurubul lui Arhimede - cunoscut și sub numele de șurub de apă, șurub egiptean și șurub hidrodinamic - este o mașină utilizată pentru a ridica și transporta apa. Tehnologia prezintă, de obicei, o spirală în interiorul unui tub gol care, atunci când este rotit, deplasează apa în mod pozitiv de la partea inferioară la partea superioară a cilindrului.

Deși tehnologia este adesea atribuită matematicianului și inventatorului grec din secolul al III-lea, Arhimede din Siracuza, există dovezi că pompele cu șuruburi erau folosite cu secole mai devreme, atât în Egipt, cât și în Asiria. De fapt, unii cercetători susțin că pompele cu șuruburi au fost folosite ca instrumente de irigații încă din secolul al VII-lea î.Hr.

Așadar, cum funcționează mai exact șurubul lui Arhimede, când a fost inventat și de ce este atribuit lui Arhimede?

Cum funcționează șurubul lui Arhimede?

O pompă de apă din Egipt, din anii 1950, care folosește mecanismul șurubului lui Arhimede

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

Șurubul lui Arhimede este, în esență, un tub gol care conține o spirală sau o spirală care se înfășoară în susul cilindrului. Capătul inferior al tubului este apoi plasat într-un corp de apă, iar tubul este rotit. Pe măsură ce șurubul se rotește, el preia o parte din apă. Alte rotații ridică apa prin buzunare consecutive ale spiralei până când aceasta ajunge în partea superioară a tubului.

În acest fel, apa dintr-o sursă inferioară (de exemplu, un râu) ar putea fi ridicată cu ușurință la o sursă diferită (cum ar fi un șanț de irigații care curge spre terenurile agricole).

Metodele de rotire a pompei cu șurub au variat foarte mult de-a lungul secolelor. În unele civilizații, arborele era rotit prin muncă manuală. În altele, prin intermediul vitelor sau al morilor de vânt. În cele din urmă, au fost folosite motoare pentru a acționa pompele cu șurub.

Cine a inventat șurubul lui Arhimede?

Există dovezi că șurubul lui Arhimede a fost folosit în perioada elenistică a istoriei Egiptului antic, în jurul secolului al III-lea î.Hr. La acea vreme, șurubul lui Arhimede era folosit pentru a ridica apa din Nil, funcționând ca un instrument de irigații. Cu toate acestea, unii cercetători au emis teorii conform cărora civilizațiile antice au fost în posesia acestei tehnologii mult mai devreme de secolul al III-lea î.Hr.

Mulaj al unui relief rupestru al lui Sennacherib de la poalele lui Cudi Dağı, lângă Cizre. Mulajul este expus la Landshut, Germania.

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

Asiriologul Stephanie Dalley, de exemplu, a susținut că șuruburile de apă erau folosite în Imperiul Neo-Asirian în timpul domniei regelui Sennacherib (704-681 î.Hr.). Dalley citează ca dovadă o inscripție cuneiformă, considerând că artefactul este o dovadă că asirienii turnau pompe cu șurub din bronz în jurul secolului al VII-lea î.Hr.

Teoria lui Dalley se aliniază cu scrierile istoricului grec antic Strabon, care a scris că Grădinile suspendate din Babilon - cea mai evazivă dintre cele "7 minuni ale lumii antice" - au fost irigate cu ajutorul șuruburilor.

Grădinile nu au fost niciodată localizate cu certitudine: unii susțin că au fost situate în Babilon, dar au fost distruse în secolul I d.Hr., în timp ce alții susțin că ar fi fost construite în Ninive, în timpul regelui Sennacherib. Așadar, deocamdată nu există nicio modalitate definitivă de a ști cum anume erau irigate - cu pompe cu șurub sau nu.

De ce este cunoscut sub numele popular de șurubul lui Arhimede?

Arhimede gânditor (cunoscut și sub numele de Portretul unui savant) de Domenico Fetti, 1620. Arhimede este considerat cel mai important fizician din antichitate

Credit de imagine: Domenico Fetti, domeniu public, via Wikimedia Commons

Așadar, dacă asirienii și vechii egipteni ar fi putut fi în posesia acestei tehnologii înainte de secolul al III-lea î.Hr., de ce este numită după un matematician și inventator grec din secolul al III-lea, Arhimede din Siracuza?

O teorie susține că Arhimede ar fi inventat singur pompa cu șurub, în mod independent. Povestea spune că regele Hiero l-a pus pe Arhimede să inventeze un instrument care să poată scoate apa din corpul unei nave, ceea ce l-a determinat pe Arhimede să creeze pompa cu șurub.

O altă teorie susține că Arhimede a călătorit din Grecia în Egipt în jurul anului 234 î.Hr. unde a descoperit tehnologia care era deja folosită acolo. Apoi a început să modifice și să îmbunătățească invenția în funcție de parametrii săi. Într-adevăr, dovezile sugerează că Arhimede nu a revendicat niciodată invenția ca fiind a sa, ci mai degrabă i-a fost atribuită două secole mai târziu, de către grecii din secolul I î.Hr.istoric, Diodorus.

Ce impact a avut șurubul lui Arhimede asupra societății?

Șurubul lui Arhimede a fost un ajutor vital pentru irigații în lumea antică, de obicei ca mijloc de ridicare a apei din râuri și lacuri către terenurile agricole.

Până în prezent, pompele cu șurub sunt folosite în stațiile de tratare a apei din întreaga lume pentru a muta apa și apele uzate. Tehnologia poate fi găsită și în unele atracții din parcurile de distracții și în fântânile de ciocolată.

Dacă apa este dirijată în partea superioară a unui șurub Arhimede, mai degrabă decât în partea inferioară, aceasta forțează șurubul să se rotească, ceea ce poate fi utilizat ca formă de generare a energiei electrice. Pompe hidro-generatoare de acest tip sunt utilizate pe râul Tamisa din Anglia, energia generată de acestea fiind apoi alimentată la Castelul Windsor.