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19 Gennaio 2025
6:00

La curiosa storia del computer ad acqua sovietico che serviva a prevenire le crepe nel calcestruzzo

Il Water Integrator era un calcolatore idraulico che serviva a risolvere equazioni matematiche complesse. Fu il primo calcolatore analogico a risolvere equazioni differenziali alle derivate parziali. Venne usato nell'URSS fino agli anni ’80.

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La curiosa storia del computer ad acqua sovietico che serviva a prevenire le crepe nel calcestruzzo
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Water Integrator. Credit: Kramola.info.

Nel 1936, nell'Unione Sovietica, l'ingegnere russo Vladimir Lukyanov ideò un calcolatore che funzionava ad acqua presso l'Institute of Way and Construction, ora conosciuto come TsNIIS (Central Research Institute of Transport Construction). Questo “computer ad acqua”, conosciuto anche come Water Integrator (“Integratore idraulico”, in russo Gidravličeskij integrator), rappresenta uno dei primi tentativi di creare una macchina analogica in grado di risolvere complessi problemi matematici. In un’epoca priva di transistor e circuiti integrati, l’invenzione di Lukyanov era una soluzione straordinaria per affrontare un problema pratico: calcolare e prevenire la formazione di crepe nel calcestruzzo. L’integratore idraulico utilizzava un sistema di tubi interconnessi, rubinetti e camere d’acqua per rappresentare e manipolare numeri, consentendo di risolvere equazioni differenziali alle derivate parziali.

Com'era fatto e come funzionava il Water Integrator

Prima dell’avvento dell’elettronica, i calcolatori analogici erano il massimo della tecnologia computazionale che era possibile utilizzare. Questi, per simulare e risolvere problemi matematici complessi, basavano il loro funzionamento su componenti fisici come ingranaggi, leve e fluidi. Nel caso specifico del Water Integrator, il funzionamento sfruttava la fisica dell’acqua.

Provate a immaginare per un attimo di ritrovarvi in una camera piena di tubi e pompe in stagno e vetro, in cui ogni movimento e variazione del flusso d’acqua corrisponde a un’operazione matematica. Questo era ciò che sostanzialmente si poteva osservare entrando in una stanza che ospitava un esemplare del Water Integrator. Il calcolatore funzionava misurando il livello dell’acqua in vari serbatoi, ed era così che i risultati delle operazioni matematiche potevano essere rappresentati. Regolando i rubinetti, si alteravano le variabili matematiche, e il risultato si otteneva osservando il livello del fluido nei tubi. Questo metodo, per quanto rudimentale, era incredibilmente avanzato per l’epoca, soprattutto in un contesto di risorse tecnologiche limitate quale era l’Unione Sovietica degli anni ’30.

Water Integrator
Il Water Integrator.

A cosa serviva il Water Integrator

Lukyanov sviluppò il suo primo “computer idraulico” per risolvere un problema molto specifico legato al settore edile. Nella fattispecie, il calcolatore ad acqua di Lukyanov veniva usato per eseguire i calcoli necessari con cui prevenire le crepe del calcestruzzo. Usare il Water Integrator per comprendere la relazione tra composizione del materiale, processo di stagionatura e condizioni ambientali permetteva di ottenere risultati più rapidi e precisi rispetto al procedere esclusivamente con calcoli fatti “a mano”.

Con il passare degli anni il Water Integrator subì delle migliorie. Nel 1941, ad esempio, venne introdotta una versione modulare, in grado di risolvere problemi di diversa natura tramite, e negli anni successivi furono realizzati modelli bidimensionali e tridimensionali per poterlo usare anche per applicazioni più complesse.

Tra gli utilizzi pratici più significativi, ricordiamo la progettazione del Canale Karakum, uno dei più grandi al mondo, e la costruzione della linea ferroviaria Baikal-Amur. Negli anni ’50, questi computer vennero prodotti in serie con il marchio IGL e distribuiti anche in altri Paesi del blocco sovietico, come Bulgaria, Cecoslovacchia e Polonia.

Per ovvie ragioni soluzioni come il Water Integrator vennero sostituiti dai più moderni e funzionali computer digitali anche se, fatto a dir poco sorprendente, alcuni esemplari di Water Integrator erano ancora usati nell'URSS fino agli anni ‘80! Oggi, è possibile ammirare due di questi al Polytechnic Museum di Mosca.

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