Che cos'è un Tuyau?
In francese, tuyau significa tubo o condotto. Letteralmente quindi, un tuyau è quasi ogni tipo di tubo rigido o flessibile. Più comunemente, tuttavia, un tuyau fa riferimento a uno specifico meccanismo di pressione idrostatica che coinvolge tubi sottomarini e una camera di plenum per fornire aria compressa per far funzionare i macchinari. Il meccanismo fu usato dai romani come antico dispositivo di forgiatura e cambiò notevolmente il modo in cui il ferro veniva lavorato nei tempi antichi. La compressione da un tuyau ha funzionato in modo molto simile al soffietto nelle forge più moderne.
Forge romane per la lavorazione del ferro svilupparono ulteriormente il dispositivo nel corso dei secoli, con alcune forge dotate di tuyaux con martelli ad acqua per lavorare il minerale di ferro fuso. Dato che il dispositivo non aveva parti mobili reali o guarnizioni indossabili, era facile installarlo vicino a corsi d'acqua e altri corpi idrici. L'acqua profonda ha permesso al tuyau di produrre una maggiore compressione e quindi una maggiore potenza. L'aria compressa proveniente da un sistema idrico basato esclusivamente su tubi è fresca e sorprendentemente secca, nonostante sia derivata dall'acqua.
Per quanto riguarda la costruzione specifica, entrambi i tuyaux antichi e moderni presentano un tubo con ugelli interni, posizionati con un'estremità rivolta a monte. L'acqua scorre nel tubo mentre gli ugelli aiutano a creare più bolle d'aria nell'acqua in entrata. Aumentando l'acqua all'interno del tubo, il tubo affonda più in profondità nell'acqua, aumentando così la pressione idrostatica. La gravità, la profondità dell'acqua e la temperatura dell'acqua sono tutte fattori che determinano la quantità di pressione prodotta durante questo processo.
All'estremità opposta del tubo, una piccola camera del plenum attira le bolle d'aria e forza il flusso dell'acqua lateralmente. Una maggiore pressione idrostatica aumenta il numero di bolle d'aria spinte nella camera del plenum. Le bolle d'aria all'interno della camera del plenum scoppiano a seguito del cambiamento di pressione, fornendo aria compressa che può essere alimentata attraverso un altro tubo per alimentare forge, colpi d'ariete e altri meccanismi. Quando scoppiano le bolle d'aria, la pressione idrostatica nel tuyau diminuisce, il tubo si alza e il processo si ripete.
La riduzione della pressione idrostatica unita al rilascio di aria compressa alimenta lo scarico dell'acqua necessario durante la fase finale di elaborazione di un sistema tuyau. I tubi si alzano dall'acqua quando la pressione diminuisce, al fine di pompare l'acqua nel flusso. Ogni fase del processo si ripete e si sovrappone, fornendo una fornitura costante di aria compressa. Sebbene coerente in termini di fornitura, la forza o la pressione dell'erogazione di aria compressa non è sempre coerente.
L'uso di un sistema tuyau ha contribuito a cambiare il posizionamento delle operazioni di lavorazione del ferro in epoca romana. Invece di concentrarsi sulle forniture per gli incendi e quindi localizzare le fucine vicino alle foreste o alle forniture di carbone, le operazioni potrebbero invece concentrarsi sulla produzione di energia. Comprensibilmente, le forge furono così avvicinate ai corsi d'acqua e ad altri corpi idrici con una buona corrente per sfruttare i sistemi di caduta dell'acqua come un tuyau. Molti miglioramenti nel corso dei secoli sono derivati dalla modifica dei sistemi di energia idrica utilizzati nei mulini e in altri settori.