Come trasportiamo l'acqua?

Come trasportiamo l'acqua?

L'acqua ha una coesione straordinaria: questo significa che possiamo farla fluire in ogni direzione. Il professor Søren Rud Keiding illustra i complessi legami tra flusso idrico e pressione.

Possiamo far fluire l'acqua in qualsiasi direzione vogliamo. Spesso sono i materiali utilizzati, l'energia necessaria e, in ultima analisi, la praticità e i costi che contano, quando si trasporta l'acqua.

Un'azienda come Grundfos è ovviamente molto motivata a comprendere le caratteristiche fondamentali dell'acqua. In questo modo possiamo controllare flusso e pressione dell'acqua pompata. Se volessimo comprimere l'acqua in fase liquida, ad esempio schiacciandola, scopriremmo una delle proprietà più affascinanti di questa sostanza: comprimerla è quasi impossibile. Se andassimo sul fondo dell'oceano, nel punto più profondo, 10 km sotto la superficie, il peso dell'acqua presente sopra di noi sarebbe di circa 10 000 tonnellate. Nonostante questo, l'acqua sarebbe compressa solo di una piccola percentuale.

Dunque, comprimere l'acqua è davvero molto difficile. Se l'acqua non fosse compressa in alcun modo la superficie dell'oceano sarebbe circa 50 m più in alto, in tutto il mondo. È quasi più semplice comprimere una roccia che comprimere l'acqua in fase liquida. Un altro esempio della comprimibilità molto ridotta dell'acqua è dato dai macchinari per il taglio a getto d'acqua. L'acqua esce da piccoli ugelli con una pressione elevatissima. Si tratta di strumenti molto efficienti che effettuano tagli molto puliti e funzionano solo grazie al fatto che la comprimibilità dell'acqua è così bassa.

L'altezza di pompaggio è un parametro ben noto agli ingegneri di tutto il mondo. È l'altezza della colonna d'acqua che si può ottenere con una pompa. Rappresenta in realtà un fenomeno scientifico interessante e molto discusso nelle pubblicazioni moderne. C'è chi non concorda sui fattori che determinano l'altezza di pompaggio.

Per alcuni, dipende per lo più dall'influsso di gravità e pressione atmosferica mentre secondo altri è legata alla coesione dell'acqua in fase liquida. Il punto è che l'acqua in fase liquida ha legami molto forti al suo interno. Per sollevare l'acqua in fase liquida, occorre quindi capire i legami a idrogeno. Anche questa volta, i legami a idrogeno sono la chiave per spiegare come mai l'acqua ha proprietà così insolite e, in particolare, perché la sua coesione interna è così elevata.

Che si desideri spingere l'acqua, comprimerla, pomparla, risucchiarla oppure farla bollire, tutto dipende dai legami a idrogeno e dalla quantità di energia utilizzata. Se vogliamo 'risucchiare' una colonna d'acqua, la coesione dell'acqua, ovvero il suo stare insieme, dipende dai legami a idrogeno e dall'energia necessaria per romperli.

L'energia che occorre per rompere i legami a idrogeno è anche l'energia necessaria per far bollire il liquido. Far bollire l'acqua, ovvero far evaporare la fase liquida, significa fondamentalmente rompere i legami a idrogeno. Per questo motivo, quando studiamo l'acqua dobbiamo capire quanta energia occorre per rompere il legame a idrogeno. Se abbiamo questo dato, sapremo anche quanta energia serve a far bollire l'acqua.