Skip to content

MAKİNE TARİHİ

KASIM 2017 SAYI: 114

Modern Yaşamın Ve İmalatın Kalbi: Pompalar

Konutlardan endüstriye, enerji santrallerinden tarlalara kadar yaşamın bir çok alanında akışkanları basınçlandırarak iletilmelerini sağlayan pompalar; musluğumuzdan akan suyu, aracımıza dolan benzini bizlere ulaştıran, kısacası sıvıya enerji veren gizli kahramanlar aslında. Vücuttaki kalbin görevini, günlük yaşam ve endüstriyel alanda pompalar üstleniyor. Hemen her uygulamada karşımıza çıkan pompalar, aynı vanalar gibi kullanım alanı en geniş makineler. Genel endüstri, proses sistemleri, demir çelik ve benzeri ağır sanayi, petrol ve gaz, hidrolik ve pnömatik güç sistemleri ve hemen bütün makine ve üretim sistemlerinin içinde pompalar var. Her türlü gaz ve sıvı pompalarla basınçlandırılıp aktarılıyor. Öyle ki su basan pompaların küresel pazar değeri diğer akışkanları basan pompaların pazar değerinin ancak yarısı kadar. Makine sektörü içerisinde ayrı bir yere sahip olan pompalar aynı zamanda dünya enerji tüketiminin de ana aktörlerinden.

Bugün modern yaşamın kalbi olarak nitelendirebileceğimiz pompaların 4 bin yıllık yolculuğunu bu yazımızda sizlere aktardık.

POMPAYA İLK ADIM: KALDIRAÇ SİSTEMİ

Yaşamın kaynağı su, tarih boyunca medeniyetlerin merkezinde yer alarak gelişimlerine yön verdi. İnsanoğlu yerleşim birimlerini her zaman kendisi için hayati önemi olan su kaynaklarının yakınlarına kurdu. Bu durum genel anlamıyla hayatın akışını kolaylaştırsa da mevsimsel değişimlerle birlikte belli zorlukları bazen de büyük felaketleri beraberinde getirdi. Bu zorlukların yanı sıra su ile ilgili gereksinimlerin en önemlisi ihtiyaç dahilinde bir yerden bir yere taşınabilmesiydi. Zira başlangıçta yeterli olduğu düşünülen su kaynakları köyler büyüyüp, kasabalara ve kentlere dönüştükçe yetersiz gelmeye başlıyordu, bu da suya ulaşma ihtiyacını daha da artırıyordu. Tüm bu ihtiyaç ve sıkıntılar yıllar içinde insanları bir çözüm yolu bulmaya zorladı. Bu arayış ile birlikte bugün basit ve sıradan bir araç olarak görülen ‘pompa’nın icadı için ilk adımlar atıldı. ‘Sıvıları taşımak için kullanılan mekanik bir aygıt’ olarak tanımlanan pompaların bugünkü halini alması ise kolay olmadı. Suyu bir yerden bir yere daha az zahmetle taşıyabilme düşüncesiyle ilk olarak Antik Mısır’da ortaya çıkan çözümleri, yıllar geçtikçe yenileri izledi. Her medeniyetin kendi ihtiyaçları çerçevesinde ürettiği çözümler ve yıllar süren birikimler sonucunda pompalar bugün bildiğimiz halini aldı. Bugün birçok farklı çeşidi ile hayatın farklı alanlarında kullanılan ve her geçen gün geliştirilmeye devam eden pompanın geçmişinde yaklaşık 4 bin yıllık bir tarih yer alıyor.

Suyun bir yerden bir yere taşınması konusunda ilk adım Antik Mısır’dan geldi. İlk kez bu dönemde kullanılmaya başlanan kaldıraç sistemi bugünkü pompa sistemlerinden bir hayli farklı olsa da amaç ve işlev bakımından bir benzerlik söz konusuydu. Nil Nehri’nin alçakta kalan yatağından su alabilmek için kullanılan kaldıraç sistemi mekanizması ortadan sabitlenmiş uzunca bir çubuğun ucuna bir kovanın bağlandığı basit bir düzenekten oluşuyordu. Denge ağırlığına sahip kovanın bağlandığı çubuk, ortasından kurulmuş iki ayak tarafından destekleniyordu. Bu sistem Mısır’dan Mezopotamya, Kuzey Afrika ve Anadolu’ya yayılarak yüzyıllar boyunca kullanıldı. Pompanın en ilkel versiyonu olarak da tarih sayfalarındaki yerini aldı.

SIRA SU TEKERLEĞİ VE SU ORGUNDA

Pompa tarihinde kaldıraç sisteminin ardından gerçekleşen bir sonraki atılım teknoloji ve bilim alanında büyük ilerlemeler kaydedilen MÖ 3. yüzyılda oldu. Dönemin Helenistik mühendisleri hem sulama için hem de bir güç kaynağı olarak kullanılan su tekerleğini yarattı.

Pompa teknolojilerine bir diğer önemli katkıda bulunan kişi de yine aynı dönemde yaşamış, Antik İskenderiye’deki Yunan mühendisliği ekolünün ilk ve önemli temsilcilerinden Ktesibios oldu. Ktesibios bir çeşit el pompası olan kuvvet pompasını icat etti. Su orgu ya da organı olarak adlandırılan bu alet, üzerindeki valfler vasıtasıyla su çeken bir pistondu. Bu alet, bugünkü pistonlu pompanın da temel tasarımıydı.

POMPANIN ATASI ARŞİMET’İN İCADI

MÖ 200’lerde pompa tarihindeki en büyük sıçrama yaşandı. Antik dünyanın ilk ve en büyük bilim insanı unvanına sahip, Yunan matematikçi, fizikçi, astronom, filozof ve mühendis Arşimet, vidalı pompayı tasarladı. Hidrostatiğin ve mekaniğin temelini atan, suyun kaldırma kuvveti ile bilime en büyük katkıyı yapan Arşimet’in vidalı pompası, bugün bildiğimiz anlamda pompaların ilk örneği sayılıyor.

Suyu yükseltmek için kullanılan vidalı pompa silindir içine sıkıştırılmış dev bir vida şeklinde. Pompanın üst kısmında döndürülmesini sağlayan bir kol bulunuyor. Kol çevrildikçe suyun içindeki alt kısımdan üst kısma su taşınıyor. İlk zamanlar el yardımıyla döndürülen kol bugün, makine ya da rüzgar gülü tarafından döndürülebiliyor. Günümüzde sıvıların ve granül katıların pompalanması, elektrikli pompalar olmaksızın tarım alanlarından sulama yapılabilmesi için kullanılan vidalı pompa tüm zamanların en büyük icatlarından biri kabul ediliyor.

YÜZYILLAR SÜREN DURAKLAMA

Antik dönemde hızlı bir gelişim gösteren pompa teknolojisinin ilerlemesi Roma İmparatorluğu’nun yıkılmasından sonra bin yıldan uzun bir süre durdu. İnsanın pompa ve hidrolik bilimi hakkında tekrar düşünmeye başlaması 15. yüzyılın sonlarını buldu. Aydınlanma çağı ile birlikte gelişmeler hızlandı ve devam eden birkaç yüzyılda, bugün sahip olduğumuz pompalara katkıda bulunan yeni fikirler ve buluşlar patladı. Duraklama döneminin ardından pompa teknolojisinde yaşanan en önemli atılımlardan biri 1588’de sanatçı, asker ve mühendis olarak bilinen Agostino Ramelli adındaki bir İtalyan’dan geldi. Ramelli, buharla çalışan çok sayıda makine tasarladı ve bu tasarımları bir kitap olarak yayımladı. Paris’te yaşayan ve bu çalışmalarından dolayı Fransa Kralı 3. Henry tarafından ödüllendirilen Ramelli’nin tasarımları arasında sürgülü kanatlı pompa da yer alıyordu. Ramelli’nin henüz sadece tasarım olan bu icadının tarifi, su nakil işlemlerini daha da kolay ve pratik bir hale getiren çözümüyle pompa tarihinde kilometre taşı oldu.

Ramelli’nin ardından Fransız Nicolas Grollier de Servière, 1593’te dişli pompanın erken bir tasarımını ortaya koydu. Alman bir mühendis olan Pappenheim ise 1636’ta bugün hala motorları yağlamak için kullanılan çift dişli pompayı hayata geçirdi. Bu dişli pompa, Ramelli’nin kullandığı karşılıklı kaydırma valfleri ile dağıtımı mümkün kıldı. 1650’de Alman bilim insanı, mucit ve politikacı ayrıca vakum fiziğinin kurucusu Otto von Guericke, silindir ve piston arasındaki sızıntıyı önlemek için deri pullar kullanan pistonlu vakum pompasını geliştirdi.

VE POMPA SEKTÖRÜ OLUŞTU

Hızla gelişen pompa teknolojileri alanında yenilikler birbiri ardına gelmeye devam etti ve nihayet ilk pompa şirketi 1790’da Thomas Simpson tarafından Londra’da kurdu. Simpson’ın girişiminin ardından farklı isimler yeniliklere imza atmaya ve yeni şirketler kurmaya devam etti. Modern vidalı pompa, 1830’da Revillion tarafından yaratıldı. 1840’ta ilk direkt etkili buharlı pompa yapıldı ve bu buluş, endüstriyel kullanımlarda enerji sağlamaya imkan tanıdı. 13 yıl sonra 1853’te Bornemann Pumpen şirketi kuruldu ve onu 1856 yılında Gilbert Gilkes ve Gordon, 1857’de Roper Pump Company izledi. O yıl Jacob Edson diyafram pompasını icat etti ve Edson Corporation’ı kurdu. Böylece dört yıl gibi kısa bir sürede pompa sektörü hızla büyümeye başladı. Sonraki yıllar, 1945’te Grundfos da dahil olmak üzere yeni şirketlerin hızla kurulduğu bir dönem oldu. 1948’e kadar ciddi ilerlemeler yaşanmaya devam etti ve aynı yıl Stenberg-Flygt AB şirketinin tasarladığı ilk dalgıç drenaj pompası, bir yıl sonra da HMD tarafından yaratılan mıknatıslı pompa, sektörde çığır açtı. Sonraki yıllar pompa endüstrisinde yenilikler yaşanmaya ve yeni buluşlarla birlikte yeni şirketler de açılmaya devam etti. Bugün pompa sektörü dünyanın en büyük pazarlarından birini oluşturuyor ve sektörde her geçen gün yeniliklere imza atılmaya devam ediliyor.

Türkiye’deki pompa sektöründeki ilk sanayi işletmelerinden Layne Bowler’in öyküsü ise 1882’de “Mahlon Layne”nin açtığı derince kuyudaki suyu, yer üstüne çıkarabilmek için bir pompaya ihtiyaç duymasıyla başladı. Santrifüj pompalar belli bir derinlikten fazlasından emiş yapamadıklarından, suyu kuyudan çekebilmek amacıyla kullanılacak pompanın o zamanın tüm pompalarından farklı olarak tasarlanması gerekiyordu. Yeraltı sularını insanlığın etkin kullanımına kazandıran mucit M. Layne ile girişimci “P.D. Bowler”in, birlikte, 1903 yılında, Mississippi’de başlattıkları Layne/Bowler imalatı, günümüzde tüm dünyada geniş kullanım ve üretime kavuşan düşey milli ve dalgıç dik türbin pompaların öncüsü oldu.

POMPALAR OLMASAYDI NE OLURDU?

Bir an için durup, pompaların hiç icat edilmemiş olduğunu düşünseniz ne farklı olurdu? Eğer pompalar olmasaydı yeterli suyu elde etmek için yağmurların bol yağdığı ilkbaharın gelmesini iple çekiyor olurduk. Biraz su için en yakın göle ya da nehre gitmek de gerekebilirdi. Kısacası pompalar, sarf edilecek saatlerce emekten tasarruf etmeyi sağladı. Taşkınlardan kaynaklanan felaketleri ve hasarları azaltmayı çok daha kolay hale getirdi. Pompalardaki gelişmeler ile kot farkına bağımlılık da ortadan kalktı. Açık kanalların yanında kapalı boru hatları döşenmeye başlamasıyla birlikte, su kilometrelerce mesafeden getirilmeye, getirildiği yerde de yine pompalar ile dağıtılmaya başladı. Ayrıca kullanım sonrası oluşan atık su da yine pompalar ile uzaklaştırıldı.

BİRÇOK FARKLI ALANDA KULLANILIYOR

Bugün pompalar, su gereksinimlerinin yanı sıra tarımsal amaçlı sulamada da kullanılıyor. Kaynaktan sulanacak arazilere pompalar ile su ulaştırılıyor. Enerji santrallerindeki soğutma çevrim suyu için kullanılan pompalı sistemler de yaygınlaşıyor. Ayrıca yerleşim birimlerini, tarım alanlarını tehdit eden yağmur kaynaklı seller, nehir taşkınları gibi olaylarla birlikte kontrolsüzce gelen suların uzaklaştırılması için de pompalar kullanılıyor. İklimsel değişimler ve plansız şehirleşme nedeniyle önümüzdeki yıllarda kontrol amaçlı pompa istasyonlarının daha da önemli hale geleceği tahmin ediliyor.