L’ Automobile

Partiamo dall’idea di una persona di cui non si conosce precisamente ne nome ne regione ne in realtà neanche la data esatta, quello che possiamo però fare è dare ascolto agli studiosi che indicano la nascita della RUOTA intorno al 3.500 a.C. in Mesopotamia grazie ai SUMERI.

Fondamentalmente è facile credere che l’idea sia balenata a furia di vedere rotolare giù dalle montagne rocce dalla forma simil-sferica, da qui alla creazione dell’ Automobile dovranno passare migliaia d’anni d’innovazioni, ma diciamo fin da subito che la base di partenza è senz’altro la Ruota.

Dovranno infatti passare millenni solo per passare da oggetti creati come giocattoli all’utilizzo che ne conosciamo oggi e cioè per il TRASPORTO.

Anche l’idea più rivoluzionaria può passare inosservata per millenni fino a che qualcuno non la sà trasformare in qualcosa di utile per la “massa”. Più di semplici giocattoli.

Da qui 2 cose fondamentali:

  • la prima è che un’idea rivoluzionaria o meno la possono avere tutti, ma ovviamente il difficile è renderla di facile accesso per chiunque, quindi se ne possa ricavare un profitto.
  • la seconda è che nonostante la ruota fosse una scoperta CLAMOROSA e avrebbe cambiato per sempre l’umanità, non ci si rese conto della sua importanza se non prima di averne una possibile applicazione economico/politica e quindi, quali erano le attività che al tempo davano occupazione a tutti o quasi?  La Caccia e L’AGRICOLTURA.

 

Saltando da millennio a millennio ci rendiamo conto che la trasformazione da slitta semplice, a slitta con ruote, a carro trainato, a biga a due ruote fu relativamente veloce considerando il tempo che ci volle per passare dalla ruota ad un sistema trainato non strisciante.

Ricordiamo che dal 3500 a.C., anno in cui si ha il ritrovamento della prima applicazione agricola sumera della ruota, passiamo alle bighe egizie e romane in “solo” 3000 anni.

Ricordiamo che stiamo analizzando la nascita dell’ automobile perciò ci furono diverse innovazioni nei secoli non meno importanti queste furonono nelle ere del trattamento metalli:    Rame – Bronzo – Ferro .

L’innovazione più grande fu la capacità di poter usare le bighe trainate dai cavalli (che erano stati sterminati dall’arrivo dell’ homo-sapiens in Europa) al posto dei BUOI; questo determinò fondamentali conoscenze sulla sollecitazione dei telai e delle ruote che ad esempio diventarono a raggi, quindi più leggere e performanti.

L’aumento delle velocità creò la necessità di creare vie di comunicazione più elaborate di quanto fossero fino ad allora. Si passò allora da semplici sentieri tracciati dal passaggio a piedi di grandi tribù, alle strade.

Ciottolate, ricoperte da tronchi, oppure come nel caso dei greci, con delle rotaie create apposta per il passaggio di carri a ruota. Comunque senza andare lontano ci danno un esempio, ancora oggi visibile, i MAESTRI delle vie di comunicazione. I ROMANI.

..BENE…ora abbiamo carri trainati con ruote assali e telai atti a sopportare sollecitazioni e velocità fino a 40 – 50 e addirittura per le bighe più veloci, e trainate da 4 cavalli, i 65km/h.

siamo ormai intorno al 1000 d.C. e sono passati circa 4500 anni dalla nascita del primo carro.

attraverso questo periodò molte furono le invenzioni che daranno una “mano” alla realizzazione dell’automobile come:

il vetro (2000 a.C.) – Attribuito agli egizi

la tubazione (2000 a.C.) – ritrovamento palazzo Minosse a creta

la puleggia (370 a.C.) – Archita di Taranto, scienziato greco

il giunto (260 a.C.) – Filone di Bisanzio

vite senza fine (250 a.C.) – Archimede

mulini ad acqua (100 a.C.) – Turchia

dall’esperienza d’uso di questi macchinari la mente umana evolveva abituandosi a vedere cose nuove nei primi anni di vita e da lì partire per nuove innovazioni…e chi se non il più famoso inventore della storia poteva inventare il meccanismo (poi perfezionato) che determinò la possibilità di dare vita al motore?!..

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Sistema biella manovella diseganto da Leonardo

Leonardo da Vinci (1452 – 1519).

Leonardo inventò quello che chiamiamo sistema biella manovella che trasforma il moto rotatorio in moto rettilineo alternato. Ben diverso da quello utilizzato fino ad allora sul mulino a vento o ad acqua al cui perno motore erano attaccate assi di legno che sollevavano e rilasciavano ad ogni giro un battente verticale per la pressatura del grano.

Tuttavia ci fu un altro studio su cui Leonardo apri le strade dandone una piccola ma significativa dimostrazione; quest’invenzione fu denominata dallo stesso Leo l’ARCHITUONO.

Era un semplicemente pentolone ben chiuso e con un po’ d’acqua dentro. Messo sul fuoco, dopo un paio d’ore, esplodeva in migliaia di pezzi. Bè direte voi…bè da qui Giovanni Battista Della Porta un Napoletano con origini borghesi nel 1606 riuscì ad utilizzare il vapore come forza motrice.

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Macchina di Della Porta

Egli riuscì, come si nota dalla fotografia a fianco, ad estrarre la potenza del vapore con un apparecchio molto semplice, che faceva uscire dell’acqua dal suo contenitore con la sola pressione del vapore.

Esperimenti analoghi a quelli del Della Porta vennero compiuti anche dall’ingegnere Salomon de Caus, che nel 1615 pubblicò un documento in cui è descritta la possibilità di utilizzare la forza espansiva del vapore per produrre energia motrice ed è descritta una macchina munita di valvole per sollevare l’acqua sfruttando l’energia dei raggi solari.
Con questo sistema gli “ingegneri” di Cosimo de’ Medici,  riuscirono a pompare dell’acqua da una miniera posta a 50 piedi sottoterra.

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Thomas Savery pump

Thomas Savery mise a punto una macchina a vapore senza stantuffo o elementi mobili che, con il semplice azionamento di tre valvole di intercettazione riusciva a svolgere un’azione di drenaggio acqua sollevandola ad un livello superiore (permetteva di sollevare acqua fino a circa 10 m di altezza). Come possiamo notare in meno di 100 anni si è arrivati a trattare la trasformazione in stato gassoso dei liquidi per avere forza motrice, nel fare questo sono comparse altre innovazioni come le Valvole.

Bene ora nel 1650 c.ca. abbiamo:

ruote, telai (con esperienze sulle forze e le sollecitazioni), studi sulla forza motrice dell’acqua allo stato gassoso (vapore), valvole e un primordiale sistema biella manovella messo lì pronto da poter essere utilizzato

Continuando con l’affinazione della tecnica della trasformazione dell’acqua in vapore ed il suo “controllo”, citiamo Denis Papin e la sua “pentola a pressione” del 1679 da cui partì per concepire idee per appunto la gestione e l’utilizzo del vapore tramite valvole, tanto che provò a risalire l’elba con una simil-imbarcazione mossa a vapore, che però non ebbe grande esito.

Questo è un momento importante perchè si cominciò ad avere l’idea di muovere i mezzi senza l’ausilio di animali o forza umana. 1670 c.ca.

Durante questi anni fu introdotto sistema cilindropistone (probabilmente dovuta a Denis Papin), la forza espansiva del vapore veniva convertita in movimento meccanico e generava così “lavoro“.

Abbiamo finalmente tutte le componenti per poter creare il primo modello di

Motore a vapore.

Il primo esempio di applicazione industriale del motore a vapore si ha con la “Macchina di Newcomen”, del 1705, che era però grande, poco potente e costosa, quindi anch’essa veniva in genere usata solo per l’estrazione di acqua dalle miniere.

Qualche anno dopo (19 gennaio 1736) sarebbe finalmente nato l’uomo che implementò tutte queste tecnologie aggiungendo altre brillanti intuizioni: James Watt.

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Macchina a vapore di Watt

Nel 1764, Watt, notando le perdite di vapore nelle macchine Newcomen, sviluppò di conseguenza una camera di condensazione separata, che ne aumentò considerevolmente l’efficienza sviluppò un modello di condensatore separato dal cilindro, riducendo così le perdite.

Watt inventò una valvola di regolazione            (nota ancora oggi come “regolatore di Watt” o regolatore centrifugo) per mantenere costante la velocità della macchina a vapore, trovò il modo di trasformare il moto rettilineo alternato dello stantuffo nel moto rotatorio continuo di un volano.

Introdusse il “doppio effetto”, ovvero l’immissione di vapore in modo da azionare il pistone sia nella corsa di andata sia in quella di ritorno. Infine, inventò l’indicatore per misurare la pressione del vapore durante tutto il ciclo di lavoro del motore.

Watt fu di grande aiuto nello sviluppo della macchina a vapore, non ne fu l’inventore, ma

la trasformò in una sorgente di potenza economica sfruttabile:

Bene ora nel 1781 si ha:

  • una capacità di trazione “gestibile-controllabile”,
  • delle possibili applicazioni commerciali 
  • dei telai di mezzi a 4 ruote come le carrozze che intanto si stavano affinando grazie all’utilizzo che ne cominciavano a fare sempre più nobili (e che quindi ne finanziavano lo sviluppo).
  • capacità di estrarre carbone molto più in profondità rispetto a prima e con costi inferiori
  • e soprattutto il MOTORE , cioè un congegno, un meccanismo, capace di trasformare diverse forme di ENERGIA in ENERGIA MOTRICE.

E finalmente la prima Automobile della storia:

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Il carro di Joseph Nicolas Cugnot

Sulla base dello sfruttamento del vapore ad alta pressione Joseph Nicolas Cugnot  fu il  PRIMO UOMO DELLA STORIA A CREARE UN AUTOMOBILE, la sua prima vettura fu a vapore ed era in grado di circolare lungo le strade.

Non un grandissimo successo perchè era difficilissima da governare e non aveva ancora dei freni, infatti, come possiamo vedere dall’illustrazione si schiantò contro un muro, rallentandone lo sviluppo, ma si sà, “il primo a scavalcare il muro è sempre quello più insanguinato”.

siamo nel 1769

Successivamente le diverse idee dettate dall’utilizzo del vapore portarono alla sperimentazione su altri macchinari più in voga al tempo e soprattutto con maggiori interessi da parte dei finanziatori:

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Telaio Jacquard

nel 1785 Cartwright inventa il telaio meccanico a vapore, una applicazione al già ben collaudato Telaio Jacquard che già sfruttava la forza dell’acqua per muovere i suoi meccanismi di filatura e comunque possiamo notare che la prima applicazione di un motore a vapore di cui si ha documentazione è nell’industria tessile.

 

Nel 1783 un altro francese, Claude de Jouffroy, si avvicinò quasi al traguardo e navigò sul fiume Saône con un battello a vapore lungo 46 metri, ma purtroppo i suoi esperimenti furono interrotti dalla rivoluzione francese.

Nel 1788 l’americano John Fitch risalì il fiume Delaware da Filadelfia a Burlington a bordo di un battello a vapore.

Nel 1802 William Symington realizzò invece una chiatta a vapore, dotata di una macchina Watt a doppio effetto, destinata a rimorchiare legname sul fiume Clyde.

IL PRIMO VIAGGIO DI UNA NAVE MOSSA A VAPORE FU il 1 agosto 1807 da parte di Robert Fulton che salpò da un molo presso il Greenwich Village (New York) per un viaggio di 270 miglia, durato 32 ore, verso Albany.

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Battello di Fulton

Il loro sviluppo fu molto più veloce negli Stati Uniti, ricchi di lunghe vie d’acqua interne ed appena cinque anni dopo il viaggio del Clermont erano in servizio negli Stati Uniti ben 50 battelli dello stesso tipo.

 

Ora sappiamo che ci si cominciò a muovere in mare con mezzi dotati di un propulsore, tutto fu possibile per la sempre più alta richiesta di legnami da parte della città di New-York risultato delle città di operai che si svilupparono attorno alle fabbriche per la rivoluzione industriale in atto, mentre l’Europa subiva il contraccolpo della rivoluzione Francese, ed aveva rallentato.

Va detto che durante lo sviluppo dei battelli nei primi del ‘800 ci fu u incremento di studi riguardo ai telai ed a tutto quello che poteva servire per creare un servizio uguale anche via terra sempre sull’onda della rivoluzione industriale e della sempre crescente richiesta di carbone. 

E fu così che successivamente Richard Trevithick

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la locomotiva di Trevithick

un ingegnere di origini Russe realizzò la prima locomotiva a vapore a correre su dei binari alla testa di un convoglio merci e passeggeri – dopo varie vicissitudini Samuel Homfray lo “finanziò” e finalmente nel 1804 Trevithick fu in grado di produrre il primo motore a vapore che potesse correre “senza” problemi sui binari. Riuscì a compiere solo 3 viaggi, durante ognuno dei quali il motore, pesante ben 7 tonnellate, ruppe i binari in ghisa. Homfray concluse quindi che l’invenzione non fosse comunque competitiva e che difficilmente avrebbe potuto ridurre i costi di trasporto, decidendo di abbandonare il progetto.

 

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La Rocket di Stephenson

George e Robert Stephenson padre e figlio proposero la Rocket  – la caldaia definitiva da cui parte l’evoluzione dei treni futuri e la base rimane tutt’oggi la stessa. Vinsero la Gara: strada ferrata da Liverpool a Munchester. Da qui si cominceranno ad avere le prime locomotive rudimentali, ricavate da carri, da carrelli per il carbone, con telai in legno ecc. fino a che…

 Il 27 settembre 1825
La locomotion n.1 trainò il primo treno commerciale della storia, sulla tratta tra Stockton on Tees e Darlington. Sia la locomotiva che la tratta erano state progettate da George Stephenson e un anno prima nel 1824 David Gordon prototipò il primo veicolo bicilindrico che aveva l’aspetto delle locomotive che vediamo nei film western. e soprattutto si era passati dai primi motori a vapore che erogavano 6cv a quelli montati sulle locomotive che sprigionavano ben 600cv.
Ok. Riassumendo.
Siamo nel 1824 e abbiamo:
– motori a vapore affidabili e potenti
– strutture in ferro e solide per il trasporto di tonnellate di merce
– velocità accettabili (la rocket faceva i 25 km/h)
– studi sulla trasformazione dello stato liquido a gassoso dell’acqua
– forte richiesta commerciale per i trasporti
 Ma ora facciamo un passo indietro e torniamo al 1769 da Cugnot e Trevithick, ed ai loro studi. Furono proprio gli studi sulla trasformazione dei liquidi allo stato gassoso che innescò nell’inventore svizzero Isaac de Rivaz l’idea di poter utilizzare un sistema completamente differente per compiere lo stesso lavoro.
Questo lo portò ad essere il primo uomo al mondo riuscire a mettere in movimento un carrello, utilizzando l’energia prodotta dall’esplosione di un gas. Nel 1813 de Rivaz De-Rivaz-enginesi dedicò alla costruzione di un secondo veicolo con il motore a esplosione di 6m di lunghezza, con ruote di 2m di diametro e con una velocità di circa 3 Km/h. Furono questi gli anni dell’autotrazione e grazie soprattutto a Isaac de Rivaz, si iniziò a passare dalla concezione del motore a vapore all’idea del più efficace motore a combustione interna.

Grazie a questi studi paralleli, chi studiava la maniera di creare convogli per la guida su rotaie con movimentazione a vapore e chi invece studiava la combustione interna e l’uso dei gas invece di trasformare l’acqua in vapore e non ci volle molto prima che proprio 2 Italiani:

il prete Eugenio Barsanti e il fisico Felice Matteucci

diedero vita al primo motore a scoppio che utilizzava una miscela di aria e combustibile, dopo 15 anni di studi e prove in Italia nel 1854 presentarono un documento o memoria (vista la mancanza dell’ufficio brevetti) dove si resero padri del sistema rivoluzionario per la movimentazione dei mezzi e fino ad allora si conoscevano ed soprattutto la grande massa prediligeva cavalli e treno, appena nato.

Barsanti e Matteucci presentarono un sistema di un motore verticale a stantuffo libero: lo scoppio, all’interno della camera di combustione, avveniva attraverso una miscela di aria e gas illuminante, l’olio delle lanterne che si usavano nelle miniere.

Ma qui l’importanza dell’economia e soprattutto della politica fece si che Jean Etienne Lenoir (belga) 13 Nel 1860 realizzò un motore a gas a doppio effetto stessa identica cosa che fece Watt sui motori a vapore, con un rendimento del 4%.

Tale motore era stato già costruito dai 2 italiani Barsanti e Matteucci e poi scartato visto il basso rendimento. Il motore di Lenoir fu lanciato come una novità assoluta, ignorando completamente quello dei due italiani, ed ebbe fama e riconoscimenti in tutta l’Europa, perché appoggiato da un solido governo francese.

Il suo motore fu prodotto in 500 esemplari.

CONTINUA………

 

 

 

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