Orologi ad acqua

GLI ANTICHI OROLOGI CINESI AD ACQUA

Nella Cina antica v'erano tre tipi di orologio ad acqua, tutti basati sul principio per il quale lo scorrere del tempo era commisurato al tempo di deflusso dell'acqua. Il primo, e più antico, era l'orologio ad acqua con freccia a immersione, costituito da un recipiente colmo d'acqua e provvisto di un foro di deflusso sul fondo; si definiva come unità di tempo il tempo necessario affinché tutta l'acqua contenuta nel recipiente fuoriuscisse. Per ottenere misure temporali più dettagliate, si pose un blocco di legno sulla superficie dell'acqua e si fissò a esso un regolo graduato, chiamato ‘freccia'; osservando la discesa della freccia rispetto all'iniziale livello dell'acqua si poteva determinare in modo accurato un intervallo di tempo anche relativamente piccolo rispetto alla detta unità di misura, che si potrebbe chiamare la 'portata' dell'orologio. Il secondo tipo era l'orologio ad acqua con freccia galleggiante. L'orologio descritto precedentemente aveva un grave inconveniente, costituito dal fatto che l'acqua non fuoriesce dal recipiente a velocità costante, poiché la pressione diminuisce gradualmente al diminuire del livello dell'acqua; conseguentemente, nemmeno la freccia scende a velocità costante. L'inconveniente fu eliminato raccogliendo un flusso costante di acqua in un recipiente e ponendo il blocco con la freccia a galleggiare sulla superficie dell'acqua, il cui livello cresce con regolarità nel tempo. Questo tipo di orologio ad acqua fu inventato al più tardi durante la dinastia Han posteriore (25-220). Per assicurare un flusso sufficiente e abbastanza uniforme di acqua nel recipiente, e per assicurare un livello costante nel recipiente da cui l'acqua proveniva, in modo da mantenere costante la pressione dell'acqua, fu introdotto l'orologio ad acqua a più recipienti (fig. 1).




Il terzo tipo era l'orologio ad acqua a bilancia, inventato nel V sec. dal taoista Li Lan. Si trattava di una stadera a un'estremità dell'asta della quale era appeso un recipiente che riceveva un flusso costante di acqua; l'intervallo di tempo durante il quale il recipiente riceveva 1 jin (220-250 g) d'acqua era definito 1 ke (la centesima parte di un giorno, cioè 14,40 minuti); l'asta della stadera era provvista di tacche che consentivano di esprimere il tempo in varie unità di misura. Questo orologio era dieci volte più accurato di quello ad acqua con la freccia galleggiante; inoltre, all'estremità dell'asta era fissato un dispositivo di protezione, in modo che l'asta stessa non potesse salire o abbassarsi troppo. L'orologio ad acqua a bilancia fu usato dalla guardia d'onore durante un viaggio dell'imperatore. Per adattare il dispositivo ai sobbalzi sulla strada, l'orologio era dotato di diversi recipienti, sia grandi sia piccoli; quelli grandi erano pieni d'acqua, sulla cui superficie galleggiava un anello circolare di legno; i recipienti piccoli, con una certa quantità d'acqua, galleggiavano all'interno dei recipienti più grandi e le loro aperture galleggiavano all'interno dell'anello di legno; l'acqua passava attraverso un sifone dai recipienti più piccoli al recipiente appeso all'estremità della stadera; l'acqua all'interno dei recipienti piccoli era aggiunta manualmente (Li Zhichao 1997; fig. 2). La progettazione di questo tipo di orologi raggiunse il massimo livello di raffinatezza durante le dinastie Tang (618-907) e Song (960-1279). Il sifone era stato inventato originariamente come strumento per l'irrigazione dei campi, e furono gli astronomi a introdurlo nell'orologio ad acqua; dalla documentazione disponibile, sembra che il citato Li Lan sia stato il primo a usare il sifone in questo modo. In precedenza, l'acqua fuoriusciva mediante un tubo fissato al fondo del recipiente, e si trattava di un sistema piuttosto complicato, che, tra l'altro, richiedeva un recipiente dotato di particolari accorgimenti costruttivi; con l'introduzione del sifone fu possibile sostituire questo tipo particolare di recipiente con uno qualunque.