Sekrup Archimedes, Teknologi Kuno yang Tetap Digunakan hingga Kini

Ketika poros diputar, bagian spiral akan membentuk sejumlah ruang di antara bilah dan dinding tabung atau saluran. Air masuk ke ruang tersebut di bagian bawah. Putaran berikutnya membuat air bergerak mengikuti lintasan spiral ke atas.

Proses tersebut berlangsung berulang kali. Setiap bagian spiral membawa sejumlah air dari satu tingkat ke tingkat berikutnya hingga akhirnya air keluar di bagian atas. Dengan kata lain, sekrup Archimedes mengubah gerakan rotasi menjadi perpindahan fluida secara bertahap. Sumber tenaga untuk memutar poros pada masa lalu dapat berupa tenaga manusia atau hewan. Dalam sistem modern, poros biasanya digerakkan oleh motor listrik.

Menariknya, mekanisme tersebut juga dapat bekerja dalam arah sebaliknya. Jika air mengalir dari tempat yang lebih tinggi ke tempat yang lebih rendah melalui sekrup, aliran air dapat memutar spiral dan porosnya. Putaran tersebut kemudian dapat digunakan untuk menghasilkan energi mekanik. Prinsip inilah yang menjadi dasar turbin sekrup Archimedes.

Kemiringan merupakan bagian penting dari desain sekrup Archimedes. Poros tidak dipasang secara vertikal, melainkan pada sudut tertentu terhadap permukaan tanah. Kemiringan memungkinkan ruang yang terbentuk oleh spiral membawa air dari elevasi rendah menuju elevasi yang lebih tinggi.

Dalam praktiknya, desain sekrup harus mempertimbangkan sejumlah faktor, antara lain diameter sekrup, panjangnya, jarak antarlilitan atau pitch, sudut kemiringan, kecepatan rotasi, volume air, serta perbedaan ketinggian yang harus diatasi.

Mengangkat Air hingga Mengangkut Material

Salah satu kelebihan konsep sekrup adalah kemampuannya tidak hanya memindahkan cairan. Prinsip serupa digunakan dalam berbagai jenis screw conveyor, yaitu alat yang memanfaatkan ulir berputar untuk memindahkan material. Dalam industri, mekanisme tersebut dapat digunakan untuk memindahkan biji-bijian, tepung, serpihan kayu, pasir, lumpur, limbah, dan material lainnya.

Pada sistem tertentu, material dimasukkan ke bagian bawah atau salah satu ujung sekrup. Ketika poros berputar, bilah spiral mendorong material sepanjang saluran hingga mencapai titik keluaran. Teknologi ini memiliki keuntungan karena konstruksinya relatif sederhana dan dapat dibuat dalam berbagai ukuran.

Dalam pengolahan limbah, misalnya, material yang memiliki kandungan air tinggi dan tekstur tidak seragam dapat menjadi tantangan bagi sebagian sistem pemindahan material. Mekanisme sekrup dapat menjadi salah satu solusi karena material tidak harus dipindahkan menggunakan aliran air bertekanan tinggi.

Pengolahan Air Limbah

Salah satu penggunaan modern yang menarik terdapat pada instalasi pengolahan air limbah. Air limbah sering kali perlu dinaikkan dari satu elevasi ke elevasi lainnya sebelum menjalani tahap pengolahan berikutnya. Pada kondisi tertentu, sekrup Archimedes dapat digunakan sebagai pompa pengangkat.

Sistem itu dapat beroperasi dengan kecepatan rendah dan mampu menangani air yang mengandung berbagai material padat. Karakteristik ini membuatnya menarik untuk aplikasi air limbah, karena fluida yang dipindahkan bukanlah air bersih. Air limbah dapat mengandung padatan tersuspensi, serat, lumpur, dan material lainnya.

Sekrup Archimedes sebagai Turbin