SISTEMA DE ELEVACIÓN DE AGUAS

Las norias hidráulicas requieren un caudal de agua que ejerza fuerza de desplazamiento sobre las palas de la noria. Las norias de sangre se diferencian en que la fuerza la realizan personas o animales.

Saltándonos el debate sobre la invención de la noria y la rueda, hay que reconocer que fue un elemento importantísimo para la supervivencia de la humanidad, tal y como la concebimos en la actualidad.
En la ilustración se observa uno de los mecanismos mas sencillos de elevación continua de agua. Si bien la cantidad elevada aparentemente es insignificante con un flujo de 10 litros por minuto en un día representan 15000 litros elevados. Una cantidad de agua y energía respetables.
No existe un solo diseño de noria. Cada una tiene una particularidad que la hace distinta del resto. Del mismo modo la morfología del recipiente “contenedor” siempre condicionado al rendimiento que se espera obtener del ingenio.
El método de perchas resulta eficaz pero necesita de aproximadamente 2 horas de trabajo de una persona para elevar 15000 litros de agua por nivel. La pequeña noria de la ilustración anterior necesita 24 horas para elevar la misma cantidad de agua pero con un coste nulo de fuerza humana.
Según el esquema esta noria apenas elevaría uno o dos metros el nivel del agua a su favor tiene que su rendimiento en relación a la a la fuerza invertida es optimo.
Aquí tenemos Una noria mucho mas sofisticada. que puede funcionar como hidráulica, “de sangre” o combinando las dos fuerzas al tiempo.
El sistema de elevación de agua de riego de esta ilustración puede considerarse demasiado ambicioso. No obstante si en su día se considero que era necesario, técnicamente el proyecto era viable.
Estos mecanismos estarían destinados a la distribución de agua de riego. cada nivel dispondría de un embalse de agua de lluvia auxiliar, en el que se podría depositar o extraer el agua en función de las necesidades de cada nivel.
Un variado sistema de norias de sangre elevarían el agua al siguiente nivel en función del volumen de agua requerido
En condiciones optimas, los molinos de viento combinados con las norias de sangre se encargarían de elevar el agua hasta un ultimo nivel donde quedará almacenada en cisternas.
Mega estructura: Partimos de un balcón elevado desde el cual se pueden subir cubos con agua, atados a una cuerda.
Una pequeña o gran polea facilita el ascenso del agua (o cualquier otra carga)
¿Los limites?
Cuán larga es la cuerda y que peso puede soportar.

En función de las propiedades de la cuerda se determina el número de cestas a instalar en función de su capacidad. Muchas pero con poca capacidad o pocas con un volumen superior
En caso de necesitar un gran volumen de agua, unas pocas modificaciones bastarían para trasvasar toda el agua elevada a través de canales a un sistema de aljibes.
Una vez establecida la efectividad del ingenio sólo cabe establecer que limites “técnicos” existen para que las ideas puedan llegar a materializarse.

SIERRA DE HIERÁPOLIS.

Marco Aurelio Amiano, ciudadano de Hierápolis, tan hábil como Dédalo en la elaboración de una máquina movida por una rueda. Ahora descansa aquí para siempre en este sarcófago.

Esta pieza, que había pasado desapercibida durante 1.700 años, llamó la atención de los investigadores en 2005 debido a la representación tallada en relieve de lo que parecía ser una especie de maquinaria o artilugio mecánico. El estudio de esta pieza lo llevó a cabo el Profesor Klaus Grewe, que dedujo que los relieves esculpidos en el frontal de la tapa del sarcófago representaban una sierra mecánica para cortar bloques de piedra en mitad del proceso de serrado.

En los extremos distales de cada una de las bielas estarían acoplados los bastidores los cuales llevarían instaladas sendas hojas de corte que serían las que, por fricción, realizarían el serrado de los bloques. Según la representación gráfica del ingenio mecánico que aparece labrado en la tapa del sarcófago, esta máquina sería capaz de realizar el serrado simultáneo de dos bloques.

Un canal dejaba caer el agua por acción de la gravedad hasta una rueda motriz a una altura aproximada de la mitad de su diámetro. El golpeo constante del agua en las palas de la rueda generaría en ésta un movimiento circular continuo alrededor de su punto central. 

Esta rueda motriz estaría conectada a un eje, el cual, a su vez, transmitiría el movimiento giratorio a otra pieza que, actuando como un piñón dentado, volvería a transmitir el movimiento rotatorio a una tercera y última rueda con forma de tambor. Esta última rueda funcionaría como un cigüeñal y pondría en movimiento dos bielas. 

Las bielas estarían conectadas al cigüeñal en sus dos extremos y en un punto excéntrico respecto al eje central para conseguir así transformar el movimiento giratorio vertical en otro de vaivén horizontal, necesario para llevar a cabo el corte efectivo de los bloques. 

El artista que realizó la representación gráfica del relieve puso el énfasis en mostrar a la máquina en pleno funcionamiento ya que los bloques están representados en mitad del proceso de serrado. 

Los bastidores de corte, por su parte, solamente están esbozados de forma esquemática, pudiendo tan sólo deducirse que la hoja se colocaba tensionada mediante un armazón externo.
Otros detalles, como los apoyos del eje central motriz o los sistemas para evitar el ladeo, la torsión o la inclinación durante el proceso de serrado, han sido suprimidos, posiblemente para evitar una acumulación de detalles que haría más confusa la lectura correcta del relieve. 

En la reconstrucción hipotética que aquí se propone se ha optado por intuir la participación de operarios en el proceso de guiado de los bastidores de corte así como la inclusión de contrapesos que aumentasen la presión sobre los bastidores y, por consiguiente, sobre la hoja de corte y permitir la profundización de ésta en el interior del bloque. 

SISTEMA HIDRAULICO HISTORICO DE SHUSHTAR

sushtar

Inscrito como obra maestra del ingenio creativo, se remonta a los tiempos de Darío el Grande (siglo V a.C.) con la creación de dos canales principales de desviación de las aguas del río Kârun. Uno de ellos, el canal de Gargar, todavía abastece de agua a la ciudad de Shushtar, atravesando toda una red de túneles y haciendo funcionar un conjunto de molinos hidráulicos. Desde un farallón espectacular, el agua cae en cascada hacia un estanque situado en la parte baja, antes de entrar en la llanura situada al sur de la ciudad donde riega un terreno de 40.000 hectáreas de campos y huertos de árboles frutales conocido por el nombre de Mianâb (el Paraíso). El sitio comprende también un conjunto de construcciones notables como el castillo de Salâsel, centro de control de todo el sistema hidráulico, la torre de Kolâh-Farangi, que mide el nivel del agua, y toda una serie de presas, puentes estanques y molinos hidráulicos.

Puentes, presas, canales, construcciones y molinos de agua. Este sitio es un testimonio del saber teórico y práctico de los antiguos elamitas y los pueblos mesopotámicos, de los conocimientos técnicos de la civilización nabatea posterior y de la influencia de la ingeniería civil del Imperio Romano.

FUENTE DE HERÓN DE ALEJANDRIA.

Solucionar el abastecimiento de agua potable a  una altura de no menos de cuatrocientos metros sin invertir una considerable cantidad de fuerza física es  uno de los problemas a los que te enfrentas cuando juegas a ser un creador de pasados olvidados.

La fuente de Herón puede ser una gran solución  o por medio de estaciones situadas a distintas alturas un grupo de pequeñas soluciones.

La fuente de Herón funciona por medio incrementar la presión de aire en el interior de un depósito hermético. Su funcionamiento teórico es el  siguiente:

El agua de lluvia  se recoge en varios niveles  creando aljibes (que suministran agua para el consumo diario). el agua que ya no es potable es desechada por un sistema de desagües (1) todos los desagües acaban unidos en un solo colector (2) El agua residual es concentrada en un depósito hermético (A) El aumento de líquido en el depósito desplaza el aire y aumenta la presión en el interior del depósito por  medio de una tubería (3) el el depósito A se comunica con un segundo depósito (B) que recibe el aumento de presión de aire y activa un mecanismo de sifón.
fuente-eron-2hd-copia el depósito “B”  contiene una  tubería (4) por la que se eleva una columna de agua que da suministro a distintos circuitos (5).

OBSERVACIONES: Es necesario drenar el agua del depósito “A” periódicamente para que la fuente funcione También trasvasar el agua al depósito “B” que ha de bombear el sistema.

Inyectar aire en los depósitos por medio de fuelles, mecanismos de pistón o incrementar la presión creando vapor en los depósitos  son otros métodos de crear o incrementar la presión positiva que requiere el mecanismo.

Aclarar que el agua del depósito “A” no estaría contaminado por “aguas sucias” por lo que sería  improbable una contaminación de sustancias patógenas de un depósito “A”  al “B”.  No obstante el uso de un filtro insertado en el conducto “3” sería una opción a contemplar. Al margen de la descripción, el concepto reducido a un sistema de vasos comunicantes mas o menos sofisticado el mecanismo funciona.

Si has leído esta  u otras notas de este blog y encuentras errores o  estás poco de acuerdo con lo que se dice, no te sientas condescendiente y tomate  la molestia de comentar.         De verdad que lo agradeceré y  tendré en consideración tu punto de vista.

ELEVACIÓN DE AGUA POR SIFON 1

El sistema de sifón permite el suministro y elevación de grandes volúmenes de agua de forma constante y sin ningún gasto energético.

sifon-blLa física garantiza que el principio de funcionamiento por “vasos comunicantes” funcionará siempre que la altura en la salida sea menor a la altura en la entrada (y el circuito no tenga “fugas”). En la práctica llevarlo a la práctica con un recorrido de varios kilómetros  siempre será extremadamente laborioso.

ocadizdigital-acueductoromanogades_0La técnica de construcción está condicionada al tipo de terreno.

En roca caliza maciza se avanza perforando un túnel que necesariamente requerirá una anchura y altura que permita trabajar con el máximo de eficiencia  al menos a un individuo.

En terrenos en los que el terreno este compuesto de un conglomerado de tierra piedra y rocas es necesario apuntalar provisionalmente las paredes según se avanza  para a continuación crear una estructura abovedada combinando varias capas de adobes crudos en las paredes exteriores y cocidos en las interiores.

sifon2En  los tramos que debido a las circunstancias sea necesario que la conducción aflore a la superficie se excavaría una zanja de 2×2 metros  en la que se crearía por medio de bloques de piedra o adobe la estructura abovedada una serie de 6 piezas de barro cocido conformarían una sección tubular un radio de 80 cm y una sección de 1,o metros  y 20 cm de largo. El espacio entre las secciones de tubería y la estructura abovedada se rellanaría con ladrillos de adobe que según el caso podrían estar cocidos crudos o con una mezcla de alquitrán, estopa y barro.

Esta sería una versión simple de otras muchas y mas sofisticadas que hace no menos de 10,000 años pudieron estar funcionando a pleno rendimiento.

Si alguien tiene alguna crítica u opinión sobre el tema tratado, estaré encantado de  atender sus sugerencias.

Abastecimiento básico de agua en la ciudad de Al-Kaabilia.

Unos de los problemas a solucionar cuando se establece un asentamiento en un terreno elevado tanto hoy como hace 100.000 años, no es otro que el disponer a un suministro de agua potable, constante y en cantidad suficiente para cumplir las necesidades más elementales de la población. Lógicamente el sistema de elevación de agua por medio de perchas es el método que se impone por su sencillez dados los pocos recursos que requiere tanto en materiales como en infraestructura.

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El sistema de la ilustración consiste en una percha en un nivel intermedio que capta el agua de un aljibe y la eleva cuatro metros  a uno superior. El sistema se reproduce de manera escalonada las veces que sea necesario  garantizando el abasteciendo de agua en  cantidad modesta pero suficiente (¿1.000 litros?) para cubrir las necesidades de 10 a 20 cabañas  por terraza. en poco menos de una hora de trabajo  (Por supuesto todo dependería del volumen de agua que se desplazase en cada ciclo de carga y desalojo).
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A falta de más y  mejores ideas,organizativas diez habitantes de la terraza “número diez” se distribuyen en cada una de las terrazas inferiores y elevan a su nivel el agua que necesiten para su consumo diario.

Con el tiempo y  con un mayor número de recursos humanos se recogerá el agua de lluvia en grandes cisternas, se instalarán mecanismos de elevación de agua mediante norias y se creará un sistema de sifón que proporcionará un suministro constante e ilimitado de agua a toda la ciudad.  Pero carecería de sentido prescindir de este elemental pero muy práctico mecanismo en cualquier periodo de la evolución de la milenaria ciudad de Al-Kaabilia.

ELEVACIÓN DE AGUA POR SIFON 2

 

Se plantea solucionar el suministro constante de agua potable a unas instalaciones que se encuentran ubicadas a 300 metros de altura. Después de barajar sistemas de norias hidráulicas o de sangre, se me antoja excesivo el trabajo constante que representan estas opciones.
Desde un punto elevado del río se canaliza el agua hasta lo alto de la torre. esto es posible por medio de el principio de sifón o vasos comunicantes. Como por el momento se me escapa la cantidad de presión que tendría que soportar la tubería he decidido resolverlo por medio de disminuir el caudal y multiplicando el número de tuberías de una sola a un mínimo de cuatro.

Construcción:

El primer paso consiste en crearsifon machembrado en la orilla del río una caseta de decantación  Con lo que se minimiza la entrada de sedimentos.

El tipo de conducto será el clásico de tubería cilíndrica machenbrada (Pero se podría considerar un modelo cuadrangular) Un tubo de barro cocido  de 50 cm de diámetro con la pared interior esmaltada y un grosor de 10 cm compone la estructura básica que estaría recubierta por un segundo cilindro de barro cocido de 10 cm. El sistema de juntas se resuelve por medio de  barro, alquitrán o una mezcla de los dos.  Otra alternativa es el uso de cal vidriada (si eso existe)  o compuesto.

Toda la canalización estariá  soterrada dependiendo del terreno a un metro  o tres de la superficie consiguiendo una temperatura sin grandes oscilaciones con lo que se evitan las fracturas por dilatación.

Mantenimiento:

Partiendo de que la instalación no fuese precaria en exceso, un “reventón” o la fuga considerable de agua tendría que ser identificada sin grandes problemas. Las tuberías se asientan sobre una capa de arcilla que hace el suelo impermeable del mismo modo unos tabiques de adobe a izquierda y derecha de la conducción recubiertos de una fina capa de arcilla junto a la construcción de tabiques transversales a modo de mamparos , solo permitirían en caso de fuga que el agua rebosará a la superficie. Lo que permitiría identificar en el instante o en pocos días la necesidad de reparar la sección afectada.sifon 5m

Reparación:

Al disponer de cuatro tuberías independientes se consigue que mientras una de ellas se está reparando el resto funciona con normalidad. La sustitución de secciones obsoletas por otras idénticas o adaptadas a las particularidades del terreno es un trabajo que no requiere un gran número de individuos para el control de mantenimiento y reparación.
Considerando la presión y el gran caudal de agua que se produciría en caso de que una de las tuberías reventase, se hace evidente que sin duda afectaría a toda la instalación y podría llegar a destruir el resto de canalizaciones, que si bien dejaría la torre desabastecida durante días, no sería desastroso para la ciudad, mientras estas circunstancias no se reprodujeran de manera habitual.

Como solución se impone un sistema de señales que en caso de  disminución o cese del suministro por uno de los canales que llegan a la torre se cortara el paso de agua desde su origen. Otra Modificación importante  sería la implantación periódica de reductores de caudal. Con lo que se conseguiría que en caso de avería el flujo de agua sería menor  y  el único daño a la instalación estaría condicionada  a la acumulación de agua y no a la fuerza de la presión de miles de litros liberados sin control. (ya puestos un sistema automático de válvulas que cortase el suministro).

Esto no ha acabado: Si mientras continuó madurando la idea alguien considera que de algún modo puede ayudarme le estare agradecido.