Η ανακάλυψη του ατέρμονος κοχλία, κοινώς υδρόβιδας ή «κοχλίας του Αρχιμήδη», υπήρξε μια απλή αλλά και πολύ σημαντική εφεύρεση που συνέβαλε στην επίλυση πολλών καθημερινών πρακτικών προβλημάτων. Εφευρέτης του συγκεκριμένου οργάνου είναι αναμφισβήτητα ο Αρχιμήδης, πολλές φιλολογικές αναφορές το πιστοποιούν, για παράδειγμα ο Μοσχίων στο έργο του «Αθηναίος, Δειπνοσοφιστές» δηλώνει ότι προκειμένου ο Αρχιμήδης να καθελκύσει την «Συρακουσία» κατασκεύασε τον ατέρμον κοχλία.
Η «Συρακουσία» ήταν ένα γιγάντιο πλοίο που είχε κατασκευάσει ο αρχιτέκτων Αρχίας από την Κόρινθο για τον τύραννο των Συρακουσών Ιέρωνα Β’ (270-216 π.Χ). στο κείμενο του Μοσχίονα περιγράφεται με λεπτόμερεια το συγκεκριμένο πλοίο. Δυστυχώς, το πρωτότυπο κείμενο του Μοσχίωνα χάθηκε, αλλά διασώθηκε περίληψη της περιγραφής του από τον Αθηναίο. Σ’ αυτήν ο Αρχιμήδης αναφέρεται τρεις φορές για τρεις διαφορετικές εφευρέσεις αναφορικά με το πλοίο , μεταξύ των οποίων ήταν και ο ατέρμων κοχλίας: «….Η δε αντλία (που αντλούσε τα ακάθαρτα ύδατα από το βάθος του πλοίου) καίτοι είχε μεγάλο μήκος ελειτούργει δι’ ενός ανδρός δια κοχλίου, τον οποίον επενόησεν ο Αρχιμήδης….». Την εφεύρεση αποδίδουν επίσης στον Αρχιμήδη τόσο ο Αγαθαρχίδης ο Κνίδιος (180-116π.Χ), σύμφωνα με τον Διόδωρο τον Σικελιώτη, όσο και ο Ποσειδώνιος από την Απάμεια, σύμφωνα με τον Στράβων.
Συγκεκριμένα, ο Αγαθαρχίδης ο Κνίδιος σημειώνει: «…οι δε άνθρωποι αρδεύουν όλην την περιοχήν δια τινος μηχανής, την οποίαν επενόησε μεν ο Αρχιμήδης ο Συρακόσιος, ονομάζεται δε εκ του σχήματος κοχλίας». Ο Στράβων, αναφερόμενος στα ρωμαϊκά ορυχεία της Ισπανίας και στις προσπάθειες που γίνονταν για την αποξήρανσή τους, τονίζει ότι χρησιμοποιούσαν γι’ αυτό τον σκοπό τους αιγυπτιακούς κοχλίες, τους οποίους είχε εφεύρει ο Αρχιμήδης όταν είχε επισκεφθεί την Αίγυπτο. Άλλες πηγές που πιστοποιούν γραπτώς την πατρότητα του ατέρμονα κοχλία είναι οι αναφορές που κάνουν σε έργα τους οι αρχαίοι συγγραφείς: Διόδωρος, Ευστάθιος, Φίλων του Αλεξάνδρεως, Φίλων του Βυζαντίου, Στράβων, Βιτρούβιος, Ψελλός.
Αφορμή για την εφεύρεση του οργάνου (όπως προαναφέρθηκε) δόθηκε στον μεγάλο μαθηματικό όταν ο τελευταίος επισκέφθηκε την Αίγυπτο μετά από πρόσκληση του Πτολεμαίου Β’ του Φιλάδελφου. Εκεί εμπνεύστηκε τον κοχλία και τον κατασκεύασε στην προσπάθειά του να βοηθήσει τους χωρικούς ν’ αντλήσουν νερό από το Νείλο.
Πολύ σύντομα η χρήση του κοχλία απλώθηκε σε όλη την Μεσόγειο, ακόμη και στην Εγγύς Ανατολή και διατηρήθηκε για πολλούς αιώνες χωρίς βελτιώσεις. Σε μερικές περιοχές της Βόρειας Αφρικής εξακολουθεί να χρησιμοποιείται μέχρι σήμερα, όπως π.χ στην Αίγυπτο. Η εξάπλωση της χρήσης του κοχλία οφείλεται στο γεγονός ότι η ρωμαϊκή αυτοκρατορία με την ειρήνη που εξασφάλιζε στα εδάφη που ‘χε κατακτήσει διευκόλυνε την ανταλλαγή των πληροφοριών όπως ακριβώς συνέβη και αργότερα με την κατάκτηση των βορειοαφρικανικών ακτών και μέρους της Ευρώπης από τους Άραβες. Έτσι εξηγείται η εμφάνιση και χρήση του κοχλία μέχρι το Μεσαίωνα σε αρκετές περιοχές της Ευρώπης.
Η ονομασία «κοχλίας» οφείλεται στο σχέδιο, τη μορφή του οργάνου, που μοιάζει με κέλυφος σαλιγκαριού (κοχλίας). Με την ονομασία κοχλίας μεταφέρθηκε και στη λατινική γλώσσα ως coclea-cochlia, ενώ συχνά πυκνά ονομαζόταν και «έλιξ» (σπείρα). Το όργανο αυτό το συναντάμε στους ελληνικούς παπύρους που έχουν διασωθεί, με διαφορετικές ονομασίες, όπως π.χ όργανον, ξυλικόν όργανον, κυκλευτήριον, πήγματα, βάλανοι, κυκλευτής, ενώ οι χειριστές του αποκαλούνται οργανισταί κυκλευταί, κυκλεύοντες το όργανον.
Η φθαρτότητα του υλικού κατασκευής έχει περιορίσει στο ελάχιστο τα αρχαιολογικά ευρήματα του κοχλία. Παρόλα αυτά υπάρχουν στοιχεία τόσο από αναπαραστάσεις όσο και από σύγχρονες χρήσεις του ο οποίος παρέμεινε αμετάβλητος κατά το πέρασμα των αιώνων. Σε μια νωπογραφία της Πομπηίας βλέπουμε την αναπαράσταση ενός αιγυπτιακού κοχλία που μπορεί να χρονολογείται γύρω στο 80 π.Χ. Αυτή η αναπαράσταση και οι δυο τερακότες της ελληνιστικής περιόδου (που βρίσκοντε η μια στο Βρετανικό Μουσείο και η άλλη στο Αρχαιολογικό Μουσείο του Καϊρου) μας δείχνουν τον τρόπο με τον οποίο χρησιμοποιούταν ο κοχλίας: ένας άνθρωπος στηριζόμενος σ’ ένα οριζόντιο δοκάρι που βρισκόταν ανάμεσα σε δυο κάθετα υποστυλώματα κινούσε με τα πόδια του τον κοχλία, που βρισκόταν σε οριζόντια θέση. Αυτός ο τρόπος χρήσης γινόταν για την μεταφορά νερού από ένα οριζόντιο σημείο σε άλλο, διαφορετικά οποιαδήποτε κλίση του κοχλία δεν επιτρέπει την ποδοκίνητη περιστροφή του οργάνου.
Λόγω του ότι ο κοχλίας χρησιμοποιήθηκε σε όλη σχεδόν τη Μεσόγειο και διατηρήθηκε για πολλούς αιώνες απαράλακτος, βρίσκουμε ακόμη και σήμερα το όργανο αυτό να χρησιμοποιείται στην αρχική του μορφή σε χώρες της Βόρεια Αφρικής και κυρίως στην Αίγυπτο. Η εκτεταμένη χρήση και εξάπλωση του κοχλία, που χρονολογείται από το 220 π.Χ, οφείλεται κυρίως ( όπως προαναφέρθηκε) στο γεγονός ότι η ρωμαϊκή αυτοκρατορία ενσωμάτωσε στης κτήσεις της σχεδόν όλη τη Μεσόγειο διευκολύνοντας έτσι την ανταλλαγή πληροφοριών και γνώσεων. Το ίδιο συνέβη αργότερα με την αραβική εξάπλωση που έφτασε ως την Ισπανία και χάρη στην οποία βρίσκουμε τον κοχλία σε πολλές ευρωπαϊκές περιοχές να χρησιμοποιείται ως το τέλος του Μεσαίωνα, αλλά και πολύ αργότερα το 1475 , όταν ανακαλύπτουμε αποξηραντικούς ανεμόμυλους με αρχιμήδειους κοχλίες να χρησιμοποιούνται στους Άγιους Τόπους.
Στην αραβική κατάκτηση της Ισπανίας θα πρέπει να αποδώσουμε την παρουσία πολλών αρχιμήδειων κοχλιών σε ορυχεία της Ιβηρικής χερσονήσου όπως π.χ στις περιοχές Linares Posadas, Sotiel Coronada, Cordoba… Για την χρήση του κοχλία σε ισπανικά μεταλλεία, παρατίθεται παρακάτω, μια περιγραφή του οργάνου από τον Διόδωρο τον Σικελιώτη:
«Ενίοτε δε συναντούν οι μεταλλουργοί εις βάθος υπόγειους ποταμούς, των οποίων δια πλαγίων ορυγμάτων ανακόπτουν την ορμήν. Διότι πιεζόμενοι από το ασφαλώς αναμενόμενον κέρδος πραγματοποιούσι τα σχέδιά των και το παραδοξότατον όλων, αντλούσι τα αναβλύζοντα ύδατα δια των αιγυπτιακών λεγομένων κοχλιών, τους οποίους επενόησεν ο Αρχιμήδης, ότε διέμεινε εις την Αίγυπτον, δια τούτων δε των κοχλιών συνεχώς κατά διαδοχήν φέροντες τα ύδατα μέχρι του στομίου (των φρεάτων των ορυχείων) αποξηραίνουσι την περιοχήν των μετάλλων και κατασκευάζουσιν κατάλληλον τρόπον δια την επεξεργασίαν. Επειδή δε το όργανον είναι κατασκευασμένον με πάρα πολλήν δεξιότητα, με ολίγην εργασίαν παραδόξως αντλείται πολύ ύδωρ, και όλον το εις το βυθόν ρέον ποτάμιον ρεύμα εκχύνεται εις την επιφάνειαν του εδάφους…»
Το όργανο αυτό το βρίσκουμε και με κάποιες παραλλαγές όταν π.χ συνδυαζόμενο με ελκτική μηχανή μας δίνει το βαρούλκο ή το συναντάμε να χρησιμοποιείται με τη χρήση ενός πρόσθετου ποδοκίνητου τροχού.
Source : A.G. Drachmann, «The screw of Archimedes», 1956, vol.3, Vinci (Firenze) et Paris, 1958J.G Landels, «Engineering in the Ancient World», London 1980
J.P Olenson «Greek and Roman Mechanical Water-Lifting Devises: The History of a Technology» University of Toronto Press 1984
Διόδωρος Σικελιώτης, Ιστορική Βιβλιοθήκη
T.A. Rickard «The Mining of the Romans in Spain», Journal of Roman Studies, 1928
ΠΕΡΙΓΡΑΦΗ ΤΟΥ ΑΤΕΡΜΟΝΟΣ ΚΟΧΛΙΑ
Παρατίθεται παρακάτω η περιγραφή του οργάνου από τον Βιτρούβιο:
«..1.Υπάρχει όμως ακόμη μια μηχανή, ο κοχλίας, η οποία δύναται να αντλήση μεγάλην ποσότητα ύδατος, αλλά όχι εις μεγάλο ύψος, όπως ο αντλητικός τροχός. Η κατασκευή της έχει ως εξής: Λαμβάνουν μίαν δοκόν. Όσον είναι το μήκος της εις πόδας, τόσον κατασκευάζεται το πάχος της εις δακτύλους. (σημ. Πούς=0,296μ. επί ρωμαϊκών χρόνων. Δάκτυλος=0,019μ. Επομένως η σχέση Πούς – Δάκτυλος είναι περίπου 15, 58μ. Εάν το μήκος της δοκού είναι 5μ. τότε το πάχος λαμβάνεται 0,32μ.). Η δοκός αποστρογγυλούται ακριβώς και γίνεται κύλινδρος. Αι δυο περιφέρειαι των βάσεων της κυλινδρικής δοκού υποδιαιρούνται εις τέσσαρα ή οκτώ ίσα μέρη, τα οποία συνδέουν κατόπιν μεταξύ των δι’ ευθείων γραμμών (χορδών), και η διαίρεσις έχει γίνει κατά τοιούτον τρόπον, ώστε όταν η δοκός είναι οριζοντία , αι γραμμικές διαιρέσεις της μιας βάσεως να αντιστοιχούν ακριβώς με τας γραμμικάς διαιρέσεις της άλλης βάσεως. Ακολούθως συνδέουν δι’ ευθείων οριζοντίων γραμμών επί της κυλινδρικής επιφάνειας τα αντίστοιχα σημεία των περιφερειών των δυο βάσεων και υποδιαιρούν εκάστην τοιαύτην οριζοντίαν γραμμήν εις ίσα μέρη, έκαστον των οποίων να ισούται με το όγδοον της περιφερείας της βάσεως, οπότε οι χαραζόμενοι ούτως πως άτρακτοι (τμήματα της δοκού) τόσον κατά το πάχος, όσον και κατά το μήκος είναι ίσοι. (δηλαδή χαράσσονται παράλληλοι κύκλοι προς τις δυο βάσεις). Σημειούνται τα σημεία τομής των ευθείων γραμμών και των κύκλων).
2.Αφού κατ’ αυτόν τον τρόπον έχει γίνει ακριβώς η σχεδίασις, λαμβάνουν λεπτόν ξύλινον έλασμα, το οποίον έχει κοπεί από ιτιά ή λυγαρια, και αφού το επαλείψουν με υγράν πίσσαν, το στερεώνουν εις το πρώτον σημείον τομής (δηλαδή στην τομή του παράλληλου κύκλου και της οριζόντιας ευθείας). Κατόπιν το στρέφουν πλαγίως προς το επόμενον σημείον τομής κύκλου και ευθείας. Κατ’ αυτόν τον τρόπον, γίνεται η στερέωσις, αφού το έλασμα περιστρέφεται περί την δοκόν και προχωρεί κατά μήκος. Και αφού από του πρώτου σημείου, κατ’ αυτόν τον τρόπον, φθάνει κανείς εις το όγδοον σημείον, έχει φθάσει εις την αυτήν οριζοντίαν γραμμήν, εις το άκρον της οποίας εστερεώθη κατ’ αρχάς το έλασμα, και εδώ το τέρμα του στερεώνεται επίσης. Κατά τον τρόπον αυτόν προχωρεί το έλασμα πλαγίως (ελικοειδώς) δια των οκτώ σημείων και κατά μήκος συγχρόνως προς το όγδοον σημείον. Κατά τον ίδιον τρόπον, αφού εις όλον το μήκος και το πλάτος εις έκαστον σημείον στερεώνωνται στελέχη, σχηματίζονται δίαυλοι, οι οποίοι διηκούν περιστροφικώς (ελικοειδώς) δια των οκτώ υποδιαιρέσεων της δοκού, και δίδουν ακριβή και φυσικήν απομίμησιν ενός ελικοειδούς οστράκου κοχλίου.
3.Κατ’ αυτόν τον τρόπον στερεώνονται και άλλα στελέχη, το εν υπέρ το άλλο, μέχρι τοιούτου ύψους, ώστε όλον το πάχος να είναι το έν όγδοον του μήκους (της δοκού).Περιστροφικώς περί τα στελέχη αυτά τοποθετούνται και στερεώνονται ελάσματα (ξύλινα), τα οποία προστατεύουν τον κοχλίαν. Κατόπιν τα ελάσματα αυτά επαλείφονται με πυκνήν πίσσαν και στερεώνονται με σιδηράς ταινίας, δια να μη θραύωνται εκ της πιέσεως του ύδατος. Τα πέρατα του ξυλίνου κυλίνδρου (της δοκού) επενδύονται με σίδηρον. Δεξιά και αριστερά λομως του κοχλίου τίθενται παραστάδες, αι οποίαι εις τας δυο πλευράς, εις τα πέρατα, έχουν προσαρμοσθή με οριζόντια στελέχη. Εις αυτάς έχουν εμπηχθή σιδηρά έμβολα και εις αυτά εισάγονται τα έμβολα του κοχλίου. Και ούτω ο κοχλίας περιστρέφεται δι’ ανθρώπινης δυνάμεως εφαρμοζομένης εις περιστροφικήν συσκευήν.
4.Η διάταξις του κοχλίου, όμως, εις ό,τι αφορά εις την κλίσιν του, ρυθμίζεται, ώστε να ανταποκρίνεται εις το Πυθαγόρειον ορθογώνιον τρίγωνον. Το μήκος του κοχλίου χωρίζεται δηλ. εις πέντε ίσα μέρη, και το έν άκρον του κοχλίου τίθεται εις ύψος τριών τοιούτων μερών. Τότε η απόστασις της κατακορύφου από του υψωμένου άκρου του κοχλίου μέχρι του χαμηλοτέρου αυτού ισούται με τέσσερα τοιαύτα μέρη.»
Source : Vitruvius «De Architectura» Book X, chapter VI
Δεν υπάρχουν σχόλια:
Δημοσίευση σχολίου