IL GASOMETRO

Il gasometro

Un modellino trasparente di gasometro che permette di comprenderne il funzionamento.

Azionato da un mantice, che simula il produttore di gas, mette in rotazione una piccola pala che rappresenta l’utente finale a cui deve sempre arrivare gas, indipendentemente dall’azionamento o no del mantice. Ideato dall’ingegnere scozzese William Murdoch era utilizzato per stoccaggio a breve termine e come regolatore di pressione del gas prodotto dalla distillazione del carbone. Il gas era utilizzato dapprima per l’illuminazione pubblica delle città e successivamente l’utilizzo fu esteso alla cottura dei cibi ed al riscaldamento. Oggi il gasometro è impiegato nei depuratori per il contenimento del biogas.

Il funzionamento

Immettendo gas nella campana aumenta la pressione interna del gas che spinge fuori parte dell’acqua in essa contenuta. Si formano quindi due distinti livelli di acqua, quello interno alla campana, più basso, e quello fra campana e bicchiere, più alto. I due livelli continuano a distanziarsi finché non si arriva ad un punto di stabilità. La differenza di quota fra i due livelli è la pressione raggiunta del gas all’interno della campana. Poiché 10 m di altezza d’acqua corrispondono alla pressione di circa 1 Kg/cm² possiamo determinare la pressione interna del gas. Ad esempio 30 cm di differenza fra i livelli corrisponderanno alla pressione di 0.03 Kg/cm². Con l’immissione di altro gas la campana inizia a sollevarsi distaccandosi dal fondo su cui appoggia ma i due livelli restano sempre alla stessa distanza fra loro. Questo indica che la pressione del gas rimane costante. Da cosa dipende la pressione interna del gas all’interno del gasometro? Solo ed esclusivamente dal peso della campana. Ovviamente la pressione del gas immesso nella campana deve essere superiore a quella che noi vogliamo avere nel gasometro e sul tubo in uscita. Come regolare allora la pressione interna? Variando il peso della campana e ciò avviene aggiungendo o togliendo peso al contrappeso.

Ma non è finita

Altro problema è costituito dalla spinta di Archimede esercitata sulla parte immersa della struttura della campana. La campana tutta immersa pesa di meno e quando è quasi tutta emersa pesa di più. Come ovviare a questo inconveniente che avrebbe determinato oscillazioni della pressione del gas interno alla campana? Montando una seconda carrucola dotata di un braccio sporgente a cui è attaccata la fune di un secondo contrappeso. La carrucola ruotando fa cambiare inclinazione al braccio a seconda del grado di immersione della campana. In questo modo varia la distanza della fune con il secondo contrappeso rispetto al centro della carrucola. Come dire, prendi con una mano 4 bottiglie piene d’acqua e tieni la mano vicino al busto. Ora inizia ad allungare il braccio allontanando le bottiglie dal busto. Più le allontani e più farai fatica, come se pesassero di più. In realtà a parità di peso abbiamo cambiato la lunghezza del braccio di una leva. Il progettista doveva mettere in piedi un complesso calcolo per realizzare questo secondo sistema di regolazione fine della pressione.

Come controllare i livelli e quindi la pressione

I gasometri poi non erano trasparenti e per vedere la posizione dei due livelli era necessario portare all’esterno la visione dei livelli. Si collegava allora al bicchiere esterno un piccolo tubo e su questo si installavano due tubi trasparenti verticali portati fino all’altezza del livello di riempimento dell’acqua. Lasciandoli aperti in sommità l’acqua avrebbe raggiunto al loro interno lo stesso livello presente nel bicchiere. Uno di questi veniva lasciato aperto in sommità esposto alla pressione atmosferica. La sommità dell’altro invece veniva collegata direttamente sul tubo di uscita del gas dal gasometro. Il gioco era fatto, ecco i due livelli visibili dall’esterno.