Meccanica dei fluidi - Liquidi
Torchio idraulico
SCHEDA TECNICA
INVENTARI STATO
1818575
1838419
P.A.
1870141
Completo
Integro
Non funzionante
Dimensioni
MATERIALI: ottone, ferro, legno, cuoio
BIBLIOGRAFIA & PRESTITI
DATABASE
Datazione: 1832 - 1833
Costruttore: Angelo Poggiali
"Angelo Poggiali a Firenze"
Nel Museo A. M. Traversi - Vetrina D
Descrizione          Funzionamento: spiegazione - verifica          Testi&Curiosità


Immagine, Malfi, © D 2008
Fonti
 

Supponete che vi venga proposta la seguente sfida: sollevare una macchina di 2000 kg con la sola forza di un dito, senza la possibilità, altrimenti sarebbe davvero banale, di ricorrere a una gru, dove in effetti basta un dito, quello del manovratore, per sollevare qualsiasi cosa sia sotto la portata massima ammessa. In altre parole, dovete proprio usare la forza che un vostro dito è in grado di fornire come unico vero motore per sollevare la macchina. Accettereste la sfida?

Sì, dovreste, perché si può veramente alzare una macchina con la forza di un dito, a patto di conoscere un'interessante proprietà dei fluidi. Basta infatti costruire una pressa idraulica dalle dimensioni tali da soddisfare la condizione imposta sulla forza motrice. Il meccanismo in questione, come è quello dello strumento in esame, non è altro che un'applicazione pratica, semplice ma efficacissima (e per questo assai diffusa) basata sul principio di Pascal (1653).

Quando il principio di Pascal è utilizzato, oltre che per sollevare masse, anche per schiacciare corpi, un simile dispositivo prende il nome di torchio idraulico, apparecchio immaginato da Pascal e costruito per la prima volta a Londra nel 1796 da Bramah. Il principio di funzionamento è chiaramente lo stesso del dispositivo (una pressa idraulica) che si dovrebbe costruire per alzare l'automobile della scommessa. Più interessante è invece puntualizzare alcuni accorgimenti costruttivi e la modalità con cui viene fatto alzare il pistone della pressa e aspirato il liquido (generalmente acqua o olio) che serve al dispositivo per funzionare.

Per prima cosa si precisa che il cilindro della pressa non tocca le pareti per tutta la sua lunghezza, ma solo in corrispondenza della parte altra del corpo cilindrico che lo contiene e ciò unicamente per ridurre al minimo, per quanto possibile, l'attrito. Infatti si deve tener conto che, per assicurare la perfetta tenuta e impedire così svantaggiosi trafilamenti di fluido, si deve necessariamente utilizzare una guarnizione (qui in cuoio, impermeabile all'acqua e imbevuto d'olio) che è causa di un forte attrito. Per quanto riguarda l'aspirazione del liquido e la sua compressione ciò si realizza con un piccola pompa aspirante.

La forza che si riesce a sviluppare nella pressa può risultare assai elevata. Infatti, si osservi in prima istanza che già la pompa aspirante che si deve muovere per mettere in moto la pressa permette di moltiplicare la forza sviluppata, dal momento che non si tratta altro che di una leva con braccio di potenza molto più grande di quello resistente (si è press'a poco vicini al quintuplo). Dopodiché si ha ovviamente un ulteriore effetto moltiplicativo a causa della diversa sezione dei due stantuffi della pressa idraulica presente dentro al dispositivo.

A verifica di quanto appena detto, se un uomo applica sulla leva del torchio idraulico una forza diciamo di 30 kg, essa risulta già portata a 150 kg in corrispondenza dello stantuffo di sezione più piccola e se inoltre quest'ultimo ha sezione 50 volte più piccola dello stantuffo della pressa, ecco che si può raggiungere una forza di compressione di ben 7500 kg! chiaro però che, per quanto messo in luce nella pressa idraulica, una forza così elevata implica che bisogna muovere parecchie volte su e giù la leva per poter sollevare (assai lentamente) il piatto della pressa.