Lo sviluppo industriale: dalla macchina a vapore alla ...

1 25Lo sviluppo industriale : dalla macchina a vapore alla bomba atomicaLo sviluppo industriale : dalla macchina a vapore alla bomba atomicaL'enorme progresso tecnico-scientifico che si realizz nelRinascimento e nei secoli successivi determin la trasforma-zione delle vecchie botteghe artigiane in piccole industrie eaument la domanda di energia necessaria a azionare lemacchine. Le ruote ad acqua si perfezionarono, si moltiplica-rono, fornirono abbondante energia meccanica. Tuttaviamolte industrie richiedevano anche energia termica e perprodurla c'era ancora solo la legna e il carbone vegetale. Illegno era utilizzato in modo massiccio, come combustibile ecome materiale da costruzione. I consumi sempre crescentinon consentivano il rinnovamento delle risorse boschive. Ilsistema era sull'orlo della crisi. L'impiego del carbone fossi-le prima, e l'invenzione del "coke" poi (nel 1600) risolse inparte questi problemi.

2 Grazie a queste scoperte fu possibilel'utilizzo efficiente delle macchine a vapore : mentre la collo-cazione dei mulini era obbligata e fissa, le macchine a vapo-re potevano essere collocate dove servivano. Nel 1807 vennemontata una macchina a vapore su una nave e nel 1825 unalocomotiva a vapore mosse il primo treno. Nel 1870 il 10%della flotta mondiale era azionato da macchine a vapore e lapercentuale sale al 75% all'inizio del Novecento. Mentre nelsecolo precedente i velieri avevano trasportato gli schiaviafricani, tra il 1815 e il 1930 le navi a vapore trasportarono 60milioni di emigranti dall'Europa. Le prime navi avevano pro-pulsione (spinta in avanti) a pale, poco adatta alla navigazio-ne per mare a causa delle onde; nel 1838 John Ericssonintrodusse la propulsione ad elica. Con la diffusione delle macchine a vapore e delle ferrovieaumentarono le richieste di carbone e, reciprocamente, ladisponibilit della nuova forza motrice permise di estrarre unamaggior quantit di carbone e di trasportarlo.

3 L'Inghilterra, grazie ai suoi grandi giacimenti e alla facilit ditrasporto, consolid le posizioni di avanguardia delle sue indu-strie vendendo carbone a mezza Europa. La sua produzione annua di carbone pass da 2,5 milioni ditonnellate nel 1700 a 10 milioni nel 1788, a 54 nel 1850 e a 225nel 1900; nel 1800 i quattro quinti del carbone mondiale eraestratto in , John (1803 - 1899).Ingegnere, trasferitosi inInghilterra dalla Svezia, suopaese di origine, nel 1836progett una locomotiva avapore che rivaleggi con lacelebre Rocket dei fratelliStephenson. Negli Stati Uniti,durante la guerra disecessione, realizz per iNordisti una nave scoperta dell energiaLocomotive a vapore e ferroviePer millenni ilmezzo di trasportoterrestre pi rapidofu un buon cavalloe, per qualchecentinaio di anni, ilpi comodo fu unacarrozza conbuone molle (chefungevano daammortizzatori). In pochi decenni lo sviluppo delle macchinea vapore e quindi delle ferrovie su rotaia sconvolse questopanorama e rese possibili rapidi e confortevoli i viaggi e il tra-sporto di merci anche su lunghe distanze.

4 Oggi nei paesiindustrializzati le locomotive a vapore sono state sostituitequasi completamente da quelle a trazione elettrica o rivoluzione IndustrialeL'espressione rivoluzione industriale indica il passaggio,avvenuto nella gran parte dei paesi occidentali a partire dallaseconda met del XVIII secolo, da un'economia tradizionalebasata principalmente sull'agricoltura e sull'artigianato aun'economia incentrata sulla produzione di beni all'interno difabbriche di grandi rivoluzione industriale inizi in Gran Bretagna alla fine delXVIII secolo e modific profondamente l'economia e la socie-t inglesi. I cambiamenti pi immediati furono quelli riguardan-ti la natura della produzione (che cosa, come e dove si produ-ce). Le quantit e le variet dei beni prodotti aumentarono con-siderevolmente grazie alle innovazioni tecniche, alla creazionedi macchinari (costruiti in acciaio e mossi dall'energia prodot-ta dalla macchina a vapore ) sempre pi sofisticati e veloci eall'applicazione di nuovi criteri di produzione.

5 L'efficienza delleindustrie crebbe anche grazie alla concentrazione degliimpianti nelle principali citt , in regioni minerarie, pressoimportanti scali ferroviari e navali. In questo modo la rivoluzio-ne industriale innesc un ampio processo di urbanizzazione,cio un continuo e massiccio trasferimento di forza lavorodalle aree rurali ai centri urbani e a vapore : macchina che convertel'energia termica del vapore inenergia cinetica dell'alberorotante su cui sono inserite lepale della turbina stessa27Lo sviluppo industriale : dalla macchina a vapore alla bomba atomicaBen presto la rivoluzione industriale dilag anche negli altripaesi europei e negli Stati Uniti d' nuovi metodi di produzione industriale avevano, naturalmen-te, esigenze energetiche altissime. Da quel momento, la storiadell'energia segn una svolta; successivamente entreranno inscena altri grandi protagonisti: la turbina a vapore , il petrolio,i motori a scoppio, l'elettricit.

6 Il petrolioIl carbone consent il decollo della rivoluzione industriale , mail petrolio fu la materia che trasform radicalmente il mondo,anche per la sua facilit di estrazione, trasporto e sviluppo del motore a combustione interna, alimentatocon derivati del petrolio (benzina), apr mercati scoperta del petrolioQuando Alessandro Magnoconquist Babilonia, Greci e Macedoni si mera-vigliarono al vedere le sorgenti dipetrolio (che in quel paese era chiama-to nafta) e le propriet di combustibile diquesto liquido. Petrolio, bitume e asfaltoerano adoperati anche in usi diversi daquelli attuali. Il petrolio per curare le malat-tie della pelle; il bitume come disinfettante,nella cura di lebbra, mal di denti, tosse cro-nica, ecc. ma anche, come oggi, per rende-re impermeabili tubi, cisterne e per la pavi-mentazione Bibbia racconta che i mattoni dellaTorre di Babele erano saldati con bitu-me. Nella seconda met dell'Ottocento il petrolio venivadistillato per ottenere il combustibile per l'illuminazione, chegradualmente sostitu il costoso olio di balena; la parte eva-porabile, la benzina, veniva scartata come scoria, finch ci sirese conto che era un buon carburante per i motori.

7 Nel 1859negli Stati Uniti, a Titusville, il leggendario Colonnello Drakecostru il primo pozzo di petrolio, perforando 10 metri di roc-Alessandro Magno (356 - 323 ). Successe al padre Filippo, redi Macedonia. Le sue brillanticonquiste portaronorapidamente ad estendere ildominio della Macedonia inGrecia, Medio Oriente, Egittoed India. Fu allievo diAristotele; mor improvvisamente a soli e raggiungendo la profondit di 21 metri. Da allora la pro-duzione mondiale crebbe e il prezzo cal . Oggi le perforazio-ni raggiungono la profondit di 6000 metri. Un forte impulsoall'impiego del petrolio si ebbe quando il nuovo carburante,all'inizio del Novecento, fu impiegato nella propulsione nava-le e successivamente quando si diffuse la motorizzazionecivile. Nel secondo dopoguerra il petrolio in buona partesostituitu il carbone come fonte primaria. Nel 1952 la quotadel carbone nel fabbisogno mondiale di energia commercia-le era del 52%, quella del petrolio del 31%; nel 1973 il carbo-ne era sceso al 28%, il petrolio salito al 47%.

8 Oggi, bench la percentuale dicarbone sia rimasta sostanzial-mente invariata, rappresentandoancora un quarto del fabbisognoenergetico mondiale, diminuitala quota occupata dal petrolioanche grazie allo sfruttamentodelle altre forme di energia (gasnaturale, rinnovabili e nucleare).Il motore a combustione internaIl motore una macchina che ha la funzione di assorbirel'energia di una sorgente e trasformarla in lavoro meccanico. Imotori a combustione interna sono anche definiti motori termi-ci. Mentre la macchina a vapore sfrutta la pressione del vapo-re dell'acqua riscaldata per generare il movimento di un pisto-ne nel cilindro, il motore a combustione interna sfrutta invecela pressione generata dalla reazione di un combustibile conl'ossigeno dell'aria. A seconda del tipo di energia dal qualesono alimentati, i motori si distinguono in: motori ad energianaturale, pneumatici, idraulici, termici, elettrici e nucleari.

9 Unaulteriore classificazione viene fatta in base anche al movimen-to dell'organo principale. Il motore quindi pu essere: rotativoo alternativo. Il motore a scoppio di quest'ultimo primi motori a scoppioI primi tentativi di muovere un pistone grazie allo scoppio dipiccole quantit di polvere da sparo risalgono alla fine del28 Alla scoperta dell energia1600: i gas caldi generati nel cilin-dro dalla esplosione esercitanouna pressione sul pistone e neprovocano lo un secolo dopo si pass all'impiego di carburanti gassosi:gas illuminante, idrogeno, gasso-geno, nafta vaporizzata e, final-mente, 'invenzione del motore a scoppio,con la struttura che a grandi lineeancora oggi mantenuta, attri-buita al tecnico tedesco NikolausAugust Otto (1832-1891) e datatanel 1876 o nel 1877. Il suo motore a quattro tempi inizialmen-te era alimentato dal gas di carbone. In realt molti altri tec-nici nei decenni precedenti contribuirono a rendere possibilel'invenzione.

10 Intorno al 1890 erano presenti nel mondo motori Otto , ancora alimentati a gas. Il motore abenzina fu brevettato da Gottlieb Daimler nel 1885 e si affer-m con maggiore difficolt . Tecniche e invenzioniL'invenzione della macchina a vapore e, pi tardi, del moto-re a scoppio, non sarebbero state possibili senza il preceden-te sviluppo delle tecniche per la lavorazione dei metalli e dialtre prime macchine di Watt erano difettose dal punto di vistameccanico perch cilindro e pistone non aderivano e si ave-vano perdite di vapore . Fu il nuovo trapano (figura in basso)di Wilkinsonche contribu a sviluppo industriale : dalla macchina a vapore alla bomba atomicaJohn Wilkinson (1728-1808),giustamente ritenuto il padredell'industria meccanica,costru torni, trapani, alesatricie laminatoi molto pi accuratidi quelli fino allora disponibili. AutomezziLa macchina a vapore , largamente impiegata nell'industria enelle ferrovie, mal si adattava alla trazione di piccoli veicoli sustrada, anche per il suo peso considerevole.