Tecnica e sviluppo industriale nell'800

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Categoria:	Storia
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Data:	22.11.2001
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Tecnica e sviluppo industriale nell’Ottocento.
La prima rivoluzione tecnologica della storia è quella ovviamente nell’età neolitica, quando la scoperta del fuoco consentì agli uomini non solo di cuocere i cibi, di ripararsi dal freddo, ma anche di fondere i metalli. La rivoluzione tecnologica che ha reso possibile, invece, la rivoluzione industriale del Settecento ha inizio da una nuova “scoperta del fuoco”: esso divenne, grazie alla macchina a vapore, fonte di energia meccanica. E’ quindi comprensibile che i contemporanei e i testimoni abbiano esaltato Watt, Stephenson e altri pionieri della tecnologia moderna.
Nell’età preistorica, un’altra grande invenzione si affiancò al fuoco nel cammino dell’uomo verso la società organizzata: la ruota. Essa fu impiegata non solo per il trasporto su carri, ma anche in meccanismi sempre più raffinati e complessi: dalle trasmissioni del movimento (nei mulini o per sollevare l’acqua) fino a quella meravigliosa macchina per misurare il tempo che è l’orologio meccanico (il quale non è che un sistema assai complesso di ruote dentate che trasmettono un movimento rotatorio alle lancette).
Per muovere la ruota si impiegò, fino all’epoca moderna, sia l’energia fisica delle bestie e degli schiavi sia l’energia meccanica dell’acqua e del vento.
Il primo tipo di energia è prodotto da “materiali biologici”, animali o uomini, i quali presentano il vantaggio di essere impiegati ovunque; hanno però “l’inconveniente” di essere, a loro volta, consumatori di energia, anche durante le pause del lavoro e di aver bisogno di lunghi periodi di riposo per recuperare le forze.
L’energia meccanica fornita dal vento e dall’acqua è certamente più economica e più redditizia perché viene trasformata quasi completamente in lavoro. Presenta però due gravi inconvenienti: bisogna portare le officine la dove essa si trova ed è, inoltre, soggetta all’incostanza della natura.
La potenza del fuoco in passato fu invece applicata, per quanto riguarda il nostro argomento, alla fusione dei metalli. Fino al 18° secolo non si pensò a trasformare in lavoro meccanico il calore, nonostante questa possibilità fosse nota agli antichi, i quali ben conoscevano la forza del vapore: Erone, per esempio, uno scienziato vissuto ad Alessandria d’Egitto nel 1° secolo a.C., seppe sfruttare la dilatazione e la condensazione del vapore per costruire ingegnosi meccanismi.
D’altra parte nell’antichità l’abbondanza di schiavi e di animali, che potevano essere sfruttati per eseguire lavori assai faticosi, rendeva conveniente il loro impiego, quindi, non ci si preoccupò di ricercare soluzioni tecniche diverse. Un impulso in questa direzione si realizzò, invece, in Inghilterra, a partire dal 16°secolo, quando si verificò la più grave “crisi energetica” fino ad allora registrata: boschi e foreste erano ormai stati spogliati dall’intenso consumo di legna per le costruzioni, come combustibile e per produrre il carbone di legna.
Già si conoscevano le proprietà caloriche del carbone fossile, ma il suo impiego era assai limitato perché “poco pulito” e meno economico della legna. La mancanza di legna costrinse a estendere l’impiego del carbon fossile e a scavare nelle viscere della terra. Più le miniere penetravano in profondità più si faceva però urgente la soluzione di un altro problema: come liberare dall’acqua di infiltrazione le gallerie. L’unica forza disponibile era ancora quella animale.
(Fu proprio per poter scendere più a fondo nelle viscere della terra ed estrarre il nuovo combustibile che l’uomo riuscì a trovare la soluzione tecnica per sfruttare la combinazione delle due più antiche scoperte della storia: il fuoco e la ruota. Questa combinazione è rappresentata dalla macchina a vapore).
L’alto consumo della legna, che aveva provocato la crisi energetica, era dovuto anche al suo uso nella metallurgia (la metallurgia è un insieme di tecniche e processi che consentono di ricavare dai vari minerali, la siderurgia, ossia la lavorazione del ferro, ne è la branca principale e più conosciuta), ossia nel processo chimico sfruttato per ottenere dal minerale di ferro un metallo di conveniente purezza.
Nella fusione il minerale è a contatto con il carbone e quindi i prodotti che si ottengono, ghisa, acciaio, ferro, sono necessariamente combinati con il carbonio. (Ghisa - Acciaio - Ferro: sono i prodotti della siderurgia e la differenza tra l’uno e l’altro dipende dalla quantità di carbonio presente nel metallo: se la percentuale di carbonio supera il 2%, fino al 4,5%, si ha la ghisa, che è dura e resistente ma poco elastica e fonde a basse temperature; tra lo 0.2% e l’1,9% di carbonio abbiamo l’acciaio, molto malleabile, elastico e resistente, sotto lo 0,2% il ferro, che è molto duttile, meno resistente, ma in compenso regge temperature più alte).
Il problema maggiore per la fusione del ferro è quello di raggiungere nei forni temperature abbastanza elevate, a tal fine, dal Medioevo, si era cominciato a mischiare nei forni il carbone fossile al carbone di legna, ma il prodotto ottenuto era di qualità peggiore, perché il litantrace impiegato cedeva al ferro anche altri minerali quali lo zolfo e il fosforo, compromettendone la qualità.
La soluzione venne fai fabbricanti di birra del regno di Scozia, dove la scarsità di legna costituiva un serio problema. Il carbone di legna serviva infatti anche per essiccare il malto. Qualche ingegnoso fabbricante di birra tentò l’essiccazione con il carbon fossile, ma il risultato fu deludente, perché il sapore della birra ne veniva alterato.
Dopo diversi tentativi, qualcuno ebbe l’idea di applicare al carbon fossile lo stesso procedimento di “precottura” che si applicava alla legna per ottenere il carbone di legna. In tal modo nacque il COKE che trovò presto ampi impieghi. Il più importante di questi fu adottato nel 1709 nell’industria siderurgica.
La metallurgia: pag. 207
L’era del vapore: pag. 201
Gli affetti della rivoluzione tecnologica.
David Landes, nell’opera “Prometeo liberato”, sostiene che la macchina a vapore è un esempio dal reciproco influsso positivo tra tecnologia e sviluppo: non si sarebbe potuto infatti produrre una macchina basata sul principio della condensazione del vapore finché la lavorazione dei metalli non si fosse perfezionata. Ma la diffusione della macchina a vapore provocò una maggiore richiesta di combustibile, il carbone fossile e l’estrazione con i sistemi azionati da macchine a vapore ne abbassò il costo. Il carbone a basso prezzo fu una provvidenziale boccata d’ossigeno per la siderurgia, che a sua volta fu in grado di offrire del buon ferro e acciaio a prezzi più contenuti. Fiorirono allora officine meccaniche dotate macchine utensili, per produrre altre macchine, per le quali c’era bisogno di altro ferro e quindi di vapore e quindi di carbone. Il sorgere delle fabbriche attirò la manodopera; paesi e città crebbero attorno a esse, con nuovi bisogni e consumi. Si dovettero costruire strade e poi giunsero la ferrovia e il battello a vapore, i quali incrementarono la domanda di ferro e combustibile allargando nel contempo gli sbocchi di mercato per i prodotti delle fabbriche. Una sorta di “circolo virtuoso”, nel quale ogni aspetto influisce positivamente sugli altri.
La produzione aumenta enormemente.
In un secolo la produzione annua di ghisa in Inghilterra passò da 17 a 2700 migliaia di tonnellate; nei 40 anni dal 1830 al 1870 la produzione del ferro si moltiplicò per 9 negli Stati Uniti e in gran Bretagna, per 4 in Francia e per 30 in Germania.
Nel 1870 il consumo di carbone in Inghilterra superava i 100 milioni di tonnellate e serviva per muovere i piroscafi nei mari e lungo fiumi e canali navigabili e i treni lungo la rete ferroviaria più sviluppata al mondo, per alimentare le caldaie delle macchine a vapore applicate a ogni sorta di produzione, per estrarre ancora carbone e metalli e per il riscaldamento nei periodi invernali.
Il grande balzo della produzione fu dovuto agli intensi programmi di costruzione delle ferrovie che la nuova invenzione mise in movimento.
La ferrovia ebbe effetti diversificati sullo sviluppo dei paesi nei quali si diramò tra il 1830 e il 1870: in Inghilterra, in Francia e nei Paesi Bassi il programma di costruzione ferroviaria fece sì che siderurgia e meccanica rilanciassero la corsa al progresso; in paesi come la Germania e l’Austria le ferrovie furono il motore principale della rivoluzione industriale.
La fusione di migliaia di chilometri di binari mise in moto l’intero apparato dell’industria siderurgica; quella meccanica fu in massima parte impegnata a fornire locomotive e vagoni. Per costruire le massicciate furono estratte numerose tonnellate di pietre e ghiaia, una quantità sterminata di traversine di legno di buona qualità fu tagliata per la posa dei binari; si dovettero costruire stazioni e infrastrutture per il rifornimento del carbone che sarebbe rimasto per tutto l’800 il principale combustibile per le locomotive. Senza contare poi le attività indotte da questa grande impresa che sembrava portare con sé benessere e progresso.
Carbone di legna: Fino al Seicento il legno era la principale fonte di energia termica impiegata in Europa. Per molte lavorazioni industriali si rilevò più conveniente trasformare il legno in carbone di legna, perché questo aveva un contenuto calorico elevato e una maggiore purezza. Il carbone di legna si ottiene ammassando il legno cumuli che, coperti con terra e polvere di carbone, sono bruciati in assenza d’aria in modo che la temperatura nella combustione non superi i 400°C. Il legno si trasforma così in un prodotto che contiene 85-90% di carbonio e ha un tasso di zolfo molto basso, condizione quest’ultima, molto importante per i suoi impieghi.
Carbone fossile: Carbone fossile è il nome di tutte quelle sostanze naturali che si sono formate attraverso un processo di fossilizzazione di intere foreste. Tale processo è consistito in un progressivo aumento della percentuale di carbonio nella materia organica. Ve ne sono di quattro tipi: le antracite, formatesi nell’era paleozoica, sono le più ricche di carbonio, con altissimo potere calorico; i litantrace si formano nel tardo paleozoico e sono neri con zone brillanti e opache; le ligniti risalgono al periodo più recente de Cenozoico, mentre le torbe al Neozoico.

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