|
<!-- inizio template di benvenuto -->
[[File:Waterwheel_at_Morwellham_Quay.jpg|thumb|Ruota idraulica a [[Morwellham Quay]] ([[Devon]], [[Inghilterra]])]]
[[File:Stabilimento-tessitura-dell'acqua.JPG|thumb|Ruota idraulica a servizio del Cotonificio [[Carlo Dell'Acqua (industriale)|Dell'Acqua]] di Legnano, sorto nel 1894 lungo il fiume [[Olona]].]]
La '''ruota idraulica''' è un dispositivo atto a trasformare l'[[energia potenziale]] o [[Energia cinetica|cinetica]] di piccoli [[Corso d'acqua|corsi d'acqua]] in [[energia meccanica]] in forma di [[moto rotatorio]]<ref>{{Cita web|url=http://orizzontenergia.it/news.php?id_news=5839&titolo=Mini+Idroelettrico+Per+emergere+non+bisogna+essere+per+forza+grandi+|titolo=News - Mini idroelettrico: Non bisogna essere per forza grandi per emergere {{!}} Orizzontenergia|cognome=Quaranta|nome=Emanuele|sito=orizzontenergia.it|accesso=19 gennaio 2017}}</ref>.
{| style="width:100%; background:transparent; font-size:90%"
== Storia ==
| style="background:#e0f0ff; border:1px solid silver; -moz-border-radius-topleft:12px; -webkit-border-top-left-radius:12px; border-top-left-radius:12px; width:20%; height:30px" | [[File:Help-browser.svg|18px|link=Aiuto:Benvenuto]] [[Aiuto:Benvenuto|Benvenuto]]
La ruota idraulica è stato l'antesignano dei cosiddetti [[motori primi]], quelli cioè che trasformano direttamente l'energia disponibile in natura in energia meccanica. Le sue prime applicazioni sono antichissime, e sono state probabilmente legate alla macinazione dei cereali. È probabile che le prime ruote siano state del tipo ''da sotto'' (vedi seguito)<ref>{{Cita news|lingua=en|autore=Emanuele Quaranta|url=http://www.prescouter.com/2016/10/water-wheels-hydropower/|titolo=Water Wheels: Bygone Machines or Attractive Hydropower Converters? - Answers to Corporate Challenges & Innovation {{!}} PreScouter|pubblicazione=Answers to Corporate Challenges & Innovation {{!}} PreScouter|data=3 ottobre 2016|accesso=19 gennaio 2017}}</ref>
| style="background:#6495ed; color:white; padding:0.5em 0.5em 0.5em 1em; font-size:140%; border:1px solid silver; -moz-border-radius-topright:12px; -webkit-border-top-right-radius:12px; border-top-right-radius:12px; width:80%" | '''Benvenuto/a su Wikipedia, <span style="color:white"><nowiki></nowiki>MathieuMPT</span>!'''
|-
| style="background:#e0e6ff; border:1px solid silver; height:30px; padding-left:1em" | [[File:Nuvola apps ksig-vector.svg|18px|link=Aiuto:Guida essenziale]] [[Aiuto:Guida essenziale|Guida essenziale]]
| rowspan="8" style="background:#fffff0; border:1px solid silver; -moz-border-radius-bottomright:12px; -webkit-border-bottom-right-radius:12px; border-bottom-right-radius:12px; padding:0.5em 1em;" |<div style="font-size:105%">Con le tue conoscenze puoi migliorare l'enciclopedia [[Wikipedia:LIBERA|libera]]. Scrivi nuove voci o modifica quelle esistenti, ma non inserire [[Aiuto:Cosa non mettere su Wikipedia|contenuti inadatti]]. '''Il tuo contributo è prezioso'''!<br />
<p style="font-size:105%">Wikipedia ha solo alcune regole inderogabili, <span style="white-space:nowrap">i [[Wikipedia:Cinque pilastri|'''cinque pilastri''']]</span>. Per un primo orientamento, puoi guardare la '''[[:File:Wikipedia_ridotto.ogv|WikiGuida]]''', leggere la '''[[Aiuto:Guida essenziale|Guida essenziale]]''' o consultare la pagina di '''[[Aiuto:Aiuto|aiuto]]'''.</p></div>
Se '''contribuisci a Wikipedia su commissione''' si applicano '''[[Wikipedia:Avvertenze sulla contribuzione su commissione#Le nostre condizioni d'uso|condizioni d'uso particolari]]'''.
Il massimo sviluppo si è avuto nel [[XVIII secolo]], prima dell'avvento del [[motore a vapore]] e della realizzazione delle [[turbina idraulica|turbine idrauliche]], che ne sono la naturale evoluzione. In questo senso, la ruota idraulica ha permesso l'inizio della rivoluzione industriale, alimentatasi poi con motori di maggiore potenza.
Ricorda di '''non copiare testi né immagini da libri o siti internet poiché <u>NON è consentito inserire materiale protetto da [[Wikipedia:Copyright|copyright]]</u>''' (nel caso sia tu l'autore/autrice, devi seguire [[Wikipedia:Copyright#Se concedi l'uso del materiale presente sul tuo sito o su altre fonti|l'apposita procedura]]), e di scrivere seguendo un '''[[Wikipedia:Punto di vista neutrale|punto di vista neutrale]]''', citando le '''[[WP:FONTI|fonti]]''' utilizzate.
=== I "rodigini" ===
{{vedi anche|Mulini ad acqua sul fiume Olona}}
Nella [[Valle Olona]], le ruote idrauliche a servizio dei [[mulini ad acqua]] erano definite "rodigini"<ref name="Cita|Macchione, 1998|pag. 323">{{Cita|Macchione, 1998|pag. 323}}.</ref>. Dopo il 1820, iniziarono ad essere utilizzate per far muovere i macchinari degli artigiani e delle nascenti fabbriche<ref name="Cita|Macchione, 1998|pag. 122">{{Cita|Macchione, 1998|pag. 122}}.</ref>.
<div align="center" style="font-size:130%">Buon lavoro e buon divertimento da parte di tutti i wikipediani!</div>
In origine erano realizzate interamente in legno, erano caratterizzate dalla presenza di palette piane ed avevano un rendimento del 30%<ref name="Cita|Macchione, 1998|pag. 323"/>. In seguito queste ruote in legno furono sostituite da ruote idrauliche in ferro con palette curve, che avevano un'efficienza superiore<ref name="Cita|Macchione, 1998|pag. 324"/>.
<div style="margin:0; padding:0; font-size:105%">
I rodigini dei mulini furono poi sostituiti dalle più moderne ed efficienti turbine idrauliche<ref name="Cita|Macchione, 1998|pag. 324">{{Cita|Macchione, 1998|pag. 324}}.</ref>.
{{Cassetto inizio
|titolo = Altre informazioni
== Tipi di ruota ==
}}
Vi sono essenzialmente quattro tipi:
[[File:Firma e data.png|thumb|Apponi la firma nei tuoi interventi]]
* la ''ruota di fianco''
*[[Portale:Progetti|Visualizza l'elenco]] dei '''[[Wikipedia:Progetto|progetti collaborativi]]''' riguardanti specifiche aree tematiche dell'enciclopedia: puoi partecipare liberamente a quelli di tuo interesse o chiedere suggerimenti.
* la ''ruota dall'alto''
*Identificati nelle [[Aiuto:Pagina di discussione|pagine di discussione]]: '''[[Aiuto:Firma|firma]] i tuoi interventi''' con il tasto che vedi nell'immagine.
* la ''ruota dal basso''
*Una volta consultata la Guida essenziale, prova ad ampliare le tue conoscenze sul funzionamento di Wikipedia con il '''[[Aiuto:Tour guidato|Tour guidato]]'''.
* la ''ruota cinetica''
*Hai già un altro account oppure qualcun altro contribuisce dal tuo stesso computer? Leggi [[Wikipedia:Utenze multiple]].
{{-}}
I vari tipi sono evidentemente applicabili a differenti configurazioni di corsi d'acqua, in quanto la ruota di fianco e dal basso richiede un'altezza di caduta minima, e quindi è adatta ad essere immersa nel corso d'acqua; la ruota colpita al vertice richiede una maggiore caduta, e si adatta a piccoli torrenti, o altrimenti richiede opere più complesse.
{{Cassetto fine}}
{{Cassetto inizio
Si noti, come curiosità, che la ruota colpita al vertice è in pratica l'inverso della [[noria]], e la ruota di fianco è tipicamente il motore usato per azionare la noria stessa.
|titolo = Serve aiuto?
}}
=== Ruota di fianco e dal basso ===
Se hai bisogno di aiuto, chiedi allo [[Aiuto:Sportello informazioni|sportello informazioni]] (e non dimenticare che la risposta ti verrà data in quella stessa pagina). Se avessi bisogno di un aiuto ''continuativo'', puoi [[Progetto:Coordinamento/Accoglienza/Nuovi_arrivati|richiedere di farti affidare un "tutor"]].
[[File:Waterwheel 1.png|left|thumb|Fig. 1: Ruota di fianco (canale sezionato)]]
<inputbox>
type=commenttitle
In questo tipo di ruota, l 'acqua entra nella ruota da monte, ed agisce sulle palette per peso. Per poter sfruttare anche la forza di impatto, ossia l'energia cinetica della corrente, bisognerà progettare il profilo della paletta in maniera ottimale, e scegliere una velocità di rotazione opportuna<ref>{{Cita web|url=https://www.researchgate.net/publication/309846311_CFD_simulations_to_optimize_the_design_of_water_wheels_study_case_of_an_existing_breastshot_water_wheel|titolo=CFD simulations to optimize the design of water wheels: study case of an existing breastshot water wheel|cognome=Quaranta, Emanuele and Revelli, Roberto|sito=ResearchGate|lingua=en|accesso=2017-01-22}}</ref>. Le palette sono solidali all'albero di trasmissione mediante opportuna struttura. Le ruote dal basso si differenziano da quelle dal fianco per tale motivo: in quelle dal fianco l'acqua entra circa a metà ruota, o nel terzo medio della ruota, in quelle dal basso, invece, l'acqua entra molto al di sotto dell'asse di rotazione, e sono quindi utilizzate in siti con salti molto più bassi. Le ruote dal fianco possono essere utilizzate fino a salti di circa 4 m, mentre al di sotto di 1.5 m si utilizzano le ruote dal basso. Le massime portate smaltibili sono circa 1 m³/s per metro di larghezza. Al seguente link, vi è un esempio di ruota dal fianco:https://www.youtube.com/watch?v=dCVWwPHCENc
bgcolor=white
preload=
Per quanto riguarda le ruote dal basso, è possibile individuare le ruote di tipo Sagebien, con palette piatte e ottimizzate per ridurre le perdite di energia a monte (video: https://www.youtube.com/watch?v=f-AfK2Bl4NY), e quelle di tipo Zuppinger, con pale curve e ottimizzate per ridurre le perdite di energia a valle, in uscita dall'acqua (video:https://www.youtube.com/watch?v=zCJ9h36lJqU)
editintro=
hidden=yes
La potenza fornita dalla ruota di fianco può essere valutata misurando il dislivello dell'acqua tra monte e valle ruota (H in figura) e la portata o, con altro metodo, considerando la coppia creata sull'albero dalla pressione H agente sul raggio efficace della ruota e la velocità di rotazione.
page=Aiuto:Sportello_informazioni
default=
La regolazione della potenza si ottiene variando la portata mediante [[Chiusa (ingegneria)|chiuse]] poste nel canale a monte della ruota.
break=no
buttonlabel=Domanda allo Sportello informazioni
Come accennato, nei modelli più recenti le pale hanno profilo curvilineo, per ridurre le perdite dovute alla resistenza dell'acqua all'uscita e all'entrata della pala stessa dall'immersione. Le massime efficienze idrauliche calcolate mediante esperimenti di laboratorio al Politecnico di Torino sono dell'ordine del 70-85%<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Emanuele|cognome=Quaranta|data=1º luglio 2015|titolo=Performance characteristics, power losses and mechanical power estimation for a breastshot water wheel|rivista=Energy|volume=87|pp=315–325|accesso=19 gennaio 2017|doi=10.1016/j.energy.2015.04.079|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0360544215005344|nome2=Roberto|cognome2=Revelli}}</ref>. Le efficienze rimangono ottimali per un ampio campo di portate.
</inputbox>
{{Cassetto fine}}
=== Ruota dall'alto ===
</div>
[[File:Waterwheel 2.png|left|thumb|Fig. 2: Ruota colpita al vertice]]
<div style="border-bottom:1px solid #eee; padding-top:0.17em; padding-bottom:0.5em"></div>
<div style="font-size:95%">[[file:Flag of the United Kingdom.svg|20px]] Hello and welcome to the Italian Wikipedia! We appreciate your contributions. If your Italian skills are not good enough, that’s no problem. We have an [[Wikipedia:Ambasciata|embassy]] where you can inquire for further information in your native language or you can contact directly [[Wikipedia:Babel/It-0|a user in your language]]. We hope you enjoy your time here!</div>
In questo tipo (vedi figura 2) vi sono delle camere che vengono riempite d'acqua nella parte superiore della ruota. L'acqua tende a cadere per azione della gravità. L'acqua nei vani agisce per peso creando quindi una coppia che mette in rotazione la ruota. Un esempio lo si può trovare al presente link: https://www.youtube.com/watch?v=O5CQ6wjZ02U
|-
| style="background:#e5e0ff; border:1px solid silver; height:30px; padding-left:1em" | [[File:Crystal Clear app ktip.svg|18px|link=Aiuto:Tour guidato]] [[Aiuto:Tour guidato|Tour guidato]]
Le efficienze massime idrauliche riscontrate mediante esperimenti di laboratorio al Politecnico di Torino sono comprese tra 80% e 85%<ref>{{Cita pubblicazione|nome=Emanuele|cognome=Quaranta|data=1º novembre 2015|titolo=Output power and power losses estimation for an overshot water wheel|rivista=Renewable Energy|volume=83|pp=979–987|accesso=19 gennaio 2017|doi=10.1016/j.renene.2015.05.018|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S096014811500395X|nome2=Roberto|cognome2=Revelli}}</ref>. Tali efficienze sono costanti per un ampio range di portate e velocità di rotazione.
|-
| style="background:#ffe0f1; border:1px solid silver; height:30px; padding-left:1em" | [[File:Accessories-text-editor.svg|18px|link=Wikipedia:Raccomandazioni e linee guida]] [[Wikipedia:Raccomandazioni e linee guida|Raccomandazioni e linee guida]]
La massima portata smaltibile è di circa 100-200 l/s per metro di larghezza.
|-
| style="background:#ffe5e0; border:1px solid silver; height:30px; padding-left:1em" | [[File:Copyright-problem.svg|18px|link=Wikipedia:Copyright]] [[Wikipedia:Copyright|Copyright]]
Queste ruote vengono utilizzate solitamente in zone montane, dove sono presenti torrenti con basse portate e salti di circa 3-6 metri.
|-
| style="background:#ffefe0; border:1px solid silver; height:30px; padding-left:1em" | [[File:Crystal Clear app ksirtet.svg|18px|link=Portale:Progetti]] [[Portale:Progetti|Progetti tematici]]
=== Ruota cinetica ===
|-
La ruota cinetica può essere vista come una ruota dal basso in cui il carico H si annulla, ossia solamente la forza cinetica dell'acqua è utilizzata. Quindi, le efficienze idrauliche sono dell'ordine del 30-40%. L'efficienza può innalzarsi nei casi in cui l'ostruzione del canale dovuto alla presenza della ruota crea un innalzamento del livello d'acqua a monte della ruota, in modo tale che anche la spinta idrostatica viene sfruttata.<ref>{{Cita news|lingua=en|autore=Emanuele Quaranta|url=http://www.prescouter.com/2016/11/hydrostatic-pressure-energy-production/|titolo=The Hydrostatic Pressure Machine: Energy Production by Autogenerating the Hydraulic Head - Answers to Corporate Challenges & Innovation {{!}} PreScouter|pubblicazione=Answers to Corporate Challenges & Innovation {{!}} PreScouter|data=8 novembre 2016|accesso=19 gennaio 2017}}</ref>
| style="background:#fff8dc; border:1px solid silver; -moz-border-radius-bottomleft:12px; -webkit-border-bottom-left-radius:12px; border-bottom-left-radius:12px; height:30px; padding-left:1em" | [[File:Nuvola apps bookcase.svg|18px|link=Aiuto:Glossario]] [[Aiuto:Glossario|Glossario]]
|}Naturalmente un benvenuto anche da parte mia! Se avessi bisogno di qualcosa non esitare a contattarmi. [[Utente:L736E|<span style="font-weight: bold; color: #006600;">L736E</span>]][[Discussioni utente:L736E|<span style="color: #330000; font-weight: bold; font-style: italic;"><sup>dimmi</sup></span>]] 17:02, 27 giu 2019 (CEST)
== Le ruote idrauliche oggi ==
<!-- fine template di benvenuto -->
Negli ultimi anni, grazie alla nuova sensibilità nei confronti delle [[fonte rinnovabile|fonti rinnovabili]], l’[[energia idroelettrica|idroelettrico]] sta giocando un ruolo di primaria importanza nella produzione di energia pulita. Tuttavia, i siti in cui installare grandi impianti idroelettrici e dighe sono sostanzialmente esauriti in [[Europa]]. Di conseguenza, l’idroelettrico in piccola scala, chiamato mini/micro idroelettrico, sta suscitando una notevole attrazione. Per mini idroelettrico si intendono tutti quegli impianti con potenze installate al di sotto dei 1000 kW, mentre per micro idroelettrico quegli impianti con potenze al di sotto dei 100 kW, nei quali rientrano le ruote idrauliche. Il progetto Restor Hydro della European Small Hydropower Association stima che in Europa siano circa 350000 i siti adatti ad impianti di questo tipo, e più di 5000 in Italia. Le ruote idrauliche dal basso e dal fianco possono essere installate per produrre energia meccanica e/o elettrica in siti con salti idraulici tipicamente minori di 4 m e portate dell’ordine massimo del metro cubo al secondo per metro di larghezza. Le ruote dall'alto in siti con salti fino a 6 m, ma portate minori. Le ruote idrauliche, inoltre, sono di semplice costruzione, necessitano di minori opere civili e generano bassissimi impatti ambientali. Un impianto a ruota idraulica è generalmente ripagato in 7 ÷12 anni. Inoltre, quando recuperate dall’interno di vecchi mulini, le ruote permettono anche di preservare e valorizzare il patrimonio culturale, incrementando l’eco-turismo. Le ruote idrauliche sono macchine "fish friendly", e tests sperimentali effettuati in Germania mostrano che rispetto alle viti idrodinamiche (coclee) arrecano meno danni alla fauna ittica<ref>{{Cita pubblicazione|autore=Quaranta Emanuele and Muller Gerald|titolo=Sagebien and Zuppinger water wheels for very low head hydropower applications between 0.3 to 1.5 m|rivista=Hydraulic Research 2017|volume=in press|numero=}}</ref>.
Spesso, il progetto di una ruota idraulica viene sottovalutato, perché la ruota è ritenuto un rotore semplice e di facile installazione. In realtà, invece, anche il progetto di una ruota idraulica deve essere curato: numero e forma delle pale, diametro e larghezza, velocità di rotazione , sagomatura del canale a valle e a monte, sono elementi essenziali, la cui progettazione idraulica deve essere ben curata al fine di ottimizzarne il rendimento<ref>{{Cita pubblicazione|nome=E.|cognome=Quaranta|data=1º novembre 2016|titolo=Optimization of breastshot water wheels performance using different inflow configurations|rivista=Renewable Energy|volume=97|pp=243–251|accesso=21 gennaio 2017|doi=10.1016/j.renene.2016.05.078|url=http://www.sciencedirect.com/science/article/pii/S0960148116304888|nome2=R.|cognome2=Revelli}}</ref>. Tuttavia, la maggior parte delle informazioni di tipo ingegneristico sulle ruote idrauliche risale al XIX secolo. In questi ultimi anni la ricerca scientifica si è quindi data da fare al fine di migliorare queste informazioni, che spesso risultano obsolete, non complete e non ottimali, in particolare al Politecnico di Torino. Concludendo, le ruote idrauliche rappresentano una tecnologia di spiccato interesse, grazie ai loro numerosi vantaggi. Però, sebbene le ruote idrauliche siano una tecnologia non recente, questo non significa che siano di semplice progettazione (anche se sono di più semplice installazione e costruzione rispetto ad altre tecnologie). La ricerca diventa quindi necessaria al fine di fornire il maggior numero di informazioni utili al loro progetto, come formule per la stima del rendimento, e risultati sperimentali per identificare i campi ottimali di portate e velocità di rotazione, nei quali ogni ruota dovrebbe operare (https://www.youtube.com/watch?v=UQ_N2zEkKnA).
== Note ==
<references/>
== Bibliografia ==
* Cavalli C. A., ''Macchine Idrauliche'', Hoepli, Milano, 1976
* Loffi S. G., ''Storia dell'Idraulica''. Consorzio Irrigazioni Cremonesi, Cremona 2005.
* {{cita libro | cognome= Di Maio| nome= Paola| titolo= Lungo il fiume. Terre e genti nell'antica valle dell'Olona| editore= Teograf| città= Corsico | anno= 1998|cid=Di Maio, 1998}}
== Voci correlate ==
* [[Macchina di Marly]]
* [[Mulino ad acqua]]
* [[Noria]]
== Altri progetti ==
{{interprogetto|commons=Category:Water wheels}}
== Collegamenti esterni ==
* {{Collegamenti esterni}}
{{Controllo di autorità}}
{{Portale|Ingegneria}}
[[Categoria:Apparecchi idraulici]]
| 