Archimedova skrutka - známa aj ako vodná skrutka, egyptská skrutka a hydrodynamická skrutka - je stroj používaný na zdvíhanie a prepravu vody. Táto technológia zvyčajne obsahuje špirálu v dutej trubici, ktorá pri otáčaní pozitívne vytláča vodu zo spodnej do hornej časti valca.

Hoci sa táto technológia často pripisuje gréckemu matematikovi a vynálezcovi Archimedovi zo Syrakúz z 3. storočia, existujú dôkazy, že skrutkové čerpadlá sa používali už o niekoľko storočí skôr, a to v Egypte aj Asýrii. Niektorí vedci dokonca predpokladajú, že skrutkové čerpadlá sa používali ako zavlažovacie nástroje už v 7. storočí pred naším letopočtom.

Ako presne funguje Archimedova skrutka, kedy bola vynájdená a prečo sa pripisuje práve Archimedovi?

Ako funguje Archimedova skrutka?

Vodné čerpadlo v Egypte z 50. rokov 20. storočia, ktoré využíva Archimedov skrutkový mechanizmus

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

Archimedova skrutka je v podstate dutá rúrka, ktorá obsahuje špirálu alebo špirálu, ktorá sa vinie hore valcom. Spodný koniec rúrky sa potom umiestni do vodnej nádrže a rúrka sa otáča. Ako sa skrutka otáča, naberá časť vody. Ďalšie otáčania zvyšujú vodu cez po sebe idúce vrecká špirály, až kým sa nedostane na vrchol rúrky.

Týmto spôsobom by sa voda z nižšie položeného zdroja (napríklad z rieky) mohla ľahko dostať k inému zdroju (napríklad k zavlažovacej priekope, ktorá tečie do poľnohospodárskej pôdy).

Spôsoby otáčania skrutkového čerpadla sa v priebehu storočí značne líšili. V niektorých civilizáciách sa hriadeľ otáčal pomocou ručnej práce, v iných pomocou dobytka alebo veterných mlynov. Nakoniec sa na pohon skrutkových čerpadiel začali používať motory.

Kto vynašiel Archimedovu skrutku?

Existujú dôkazy, že Archimedova skrutka sa používala v helenistickom období dejín starovekého Egypta, približne v 3. storočí pred n. l. V tom čase sa Archimedova skrutka používala na získavanie vody z Nílu a fungovala ako zavlažovací nástroj. Niektorí vedci však vyslovili teóriu, že staroveké civilizácie disponovali touto technológiou oveľa skôr ako v 3. storočí pred n. l.

Odliatok skalného reliéfu Sennacheriba z úpätia Cudi Dağı pri Cizre. Odliatok je vystavený v Landshute v Nemecku

Obrázok: Timo Roller, CC BY 3.0 , cez Wikimedia Commons

Asýriologička Stephanie Dalleyová napríklad vyslovila teóriu, že vodné skrutky sa používali v Novoasýrskej ríši počas vlády kráľa Sennacheriba (704 - 681 pred n. l.). Dalleyová ako dôkaz uvádza klinopisný nápis, ktorý označuje za dôkaz, že Asýrčania približne v 7. storočí pred n. l. odlievali skrutkové čerpadlá z bronzu.

Dalleyho teória sa zhoduje so spismi starogréckeho historika Strabóna, ktorý napísal, že babylonské visuté záhrady - najnepolapiteľnejší zo "7 divov starovekého sveta" - boli zavlažované pomocou skrutiek.

Záhrady neboli nikdy definitívne lokalizované: podľa niektorých teórií sa nachádzali v Babylone, ale boli zničené v 1. storočí n. l., zatiaľ čo iní tvrdia, že mohli byť vybudované v Ninive za vlády kráľa Sennacheriba. Zatiaľ teda nie je možné jednoznačne určiť, ako presne boli zavlažované - či pomocou skrutkových čerpadiel alebo nie.

Prečo je známa ako Archimedova skrutka?

Archimedes zamyslený (známy aj ako Portrét učenca) od Domenica Fettiho, 1620 Archimedes je považovaný za najvýznamnejšieho fyzika staroveku

Obrázok: Domenico Fetti, Public domain, via Wikimedia Commons

Ak teda Asýrčania a starovekí Egypťania mohli mať túto technológiu už pred 3. storočím pred n. l., prečo je pomenovaná po gréckom matematikovi a vynálezcovi Archimedovi zo Syrakúz z 3. storočia?

Jedna z teórií tvrdí, že Archimedes vynašiel skrutkové čerpadlo sám, nezávisle od seba. Podľa príbehu kráľ Hiero nechal Archimeda vynájsť nástroj, ktorý by dokázal odstrániť vodu z trupu lode, čo viedlo Archimeda k vytvoreniu skrutkového čerpadla.

Iná teória hovorí, že Archimedes odcestoval z Grécka do Egypta okolo roku 234 pred n. l., kde objavil technológiu, ktorá sa tam už používala. Potom sa pustil do vylepšovania a prispôsobovania vynálezu svojim vlastným parametrom. Dôkazy skutočne naznačujú, že Archimedes tento vynález nikdy nepovažoval za svoj vlastný, ale bol mu pripísaný až o dve storočia neskôr, v 1. storočí pred n. l. gréckymhistorik Diodorus.

Ako Archimedova skrutka ovplyvnila spoločnosť?

Archimedova skrutka slúžila ako dôležitá pomôcka na zavlažovanie v starovekom svete, zvyčajne ako prostriedok na získavanie vody z riek a jazier do poľnohospodárskej pôdy.

Skrutkové čerpadlá sa dodnes používajú v čističkách odpadových vôd na celom svete na prečerpávanie vody a odpadových vôd. Túto technológiu možno nájsť aj v niektorých atrakciách v zábavných parkoch a v čokoládových fontánach.

Ak sa voda nasmeruje do hornej časti Archimedovej skrutky, a nie do jej spodnej časti, prinúti skrutku otáčať sa. To sa potom môže využiť na výrobu elektrickej energie. Takéto vodné čerpadlá sa používajú na rieke Temža v Anglicku, pričom energia z nich sa potom dodáva do Windsorského hradu.