LA RIVOLUZIONE
INDUSTRIALE
La Rivoluzione Industriale nasce
in Inghilterra verso la seconda
metà del Settecento.
IL PROBLEMA DELL’ESTRAZIONE DELL’ACQUA DALLE
MINIERE
• Il continuo aumento
della richiesta del
carbone fossile,
sostitutivo del
carbone di legna,......
• portò l'estrazione
nelle miniere sempre
più in profondità...
• ...creando non pochi
problemi......
• fra cui quello
derivante dalla
presenza dell'acqua
delle falde
sotterranee.
• I sistemi precedenti
usati per sollevare
l'acqua......
• mediante secchi
sollevati da
meccanismi ...
• ...mossi da animali,
mulini a vento o ad
acqua, risultarono
insufficienti.
• Fu Newcomen, con la
sua macchina a
pressione
atmosferica, ...
• ...successivamente
perfezionata da Watt,
a risolvere
adeguatamente il
problema.
La macchina a vapore
• La combustione del carbone
porta ad ebollizione l’acqua
posta nella caldaia (1), il
vapore che si produce passa
attraverso una valvola (2) e fa
sollevare il pistone (3) che
scorre nel cilindro (4).
• Il pistone è collegato ad una
trave oscillante (5) che,
muovendosi verso l’alto, fa
abbassare la pompa aspirante
(6) della miniera.
• Nella fase
successiva si
introduce da un
serbatoio (7)
dell’acqua fredda
dentro il cilindro,
attraverso una
valvola (8).
• L’acqua fredda fa condensare
il vapore. Si crea nel cilindro
una depressione che fa
scendere il pistone verso il
basso; la trave oscillante si
sposta così verso l’alto
facendo alzare lo stantuffo
della pompa (6) che, a sua
volta, provoca la fuoriuscita
dell’acqua dalla miniera.
• Una piccola pompa ausiliaria
(9) rifornisce di acqua fredda il
serbatoio (7).
• Watt continuò a
perfezionare la sua
macchina aggiungendo
un regolatore di velocità
(4) e un meccanismo,
detto sole – pianeta, che
permetteva di trasformare
il moto alternato del
pistone in moto rotatorio
(11; 12).
•
Nelle macchine a vapore l’energia termica fornita dal carbone viene trasformata in
lavoro meccanico sfruttando il movimento alternativo di un pistone che si sposta
all’interno di un cilindro nel quale si espande il vapore d’acqua surriscaldato.
•
L’importanza storica della macchina a vapore è enorme in quanto la “rivoluzione
industriale" fu resa possibile solo in seguito alla sua invenzione che fornì il primo
metodo per produrre lavoro meccanico indipendentemente dalla disponibilità di corsi
d’acqua o di venti di sufficiente potenza sin d’allora sfruttati.
L’invenzione della macchina a vapore è dovuta principalmente all’ inglese Thomas
Newcomen (1663-1729) che la realizzò nel 1705. Questa macchina, del tipo a
semplice effetto in quanto il vapore agiva solo su una delle facce dello stantuffo, fu
perfezionata dall’inventore scozzese James Watt (1736-1819), che la trasformò in
una macchina a doppio effetto, nella quale cioè il vapore agiva su entrambe le facce
dello stantuffo. In seguito la macchina a vapore subì altri notevoli perfezionamenti e
fu sfruttata sia per automatizzare la produzione industriale, sia per muovere mezzi di
trasporto: in quest’ultimo campo successi fondamentali si ebbero nel 1803, quando
l’inventore americano Robert Fulton (1765-1815) realizzò il primo battello a vapore e
nel 1829, quando l’inventore inglese George Stephenson (1781-1848) costruì la
Rocket, la prima locomotiva a vapore veramente efficiente che diede inizio al grande
sviluppo delle ferrovie.
The rocket
LA LAMPADA DI DAVY
• Altra fonte di pericolo nelle miniere di
carbone era il rischio della formazione di
un gas altamente esplosivo: il grisou, che
si formava nelle profondità delle miniere
dove scarseggiava l’ossigeno.
• Per individuare la presenza di questo
pericoloso gas fu inventata una lampada
di sicurezza: la lampada di Davy.
LA LAMPADA DI DAVY
•
La lampada di Davy veniva usata
come lampada di sicurezza nelle
miniere dove si determinano fughe
di grisou, cioè di un gas formato
prevalentemente da metano, che
mescolato con l’aria, diventa una
miscela esplosiva. Nella lampada
di Davy la fiamma è circondata da
una reticella metallica che
impedisce a questa di passare
all’esterno; se un poco di grisou
attraversa la reticella produce un
piccolo scoppio venendo a
contatto con la fiamma
spegnendola e avvisando così del
pericolo imminente.