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Le informazioni di medicina e salute contenute nel sito sono di natura generale ed a scopo puramente divulgativo e per questo motivo non possono sostituire in alcun caso il consiglio di un medico (ovvero un soggetto abilitato legalmente alla professione).
Il vento era considerato una forza naturale (energia eolica).
Fu sfruttato per la navigazione con la barca a vela, solo quando esso soffiava nella direzione voluta. Più tardi venne utilizzato per sollevare l’acqua attraverso i mulini a vento. Un grande problema fu l’irrigazione dei campi,la superarono utilizzando l’energia del vento e dell’acqua (energia idrica); costruendo una grande ruota con a bordo fissati molti secchi. Funzionava col seguente meccanismo la ruota veniva parzialmente immersa nel fiume e girava spinta dalla corrente.
Il fuoco
L’energia elettrica dei fulmini accende in maniera naturale il fuoco. L’uomo preistorico imparò ad accenderlo ed a conservarlo. Il fuoco portò a straordinarie scoperte. Gli uomini lo usavano per riscaldare le loro abitazioni, cucinare il cibo,………… Il fuoco è ,per la maggior parte energia termica. Con essi l’uomo riuscì a fondere i minerali grezzi. L’utilizzo del fuoco ha avuto un grande peso nel programma dell’umanità, nello sviluppo e nella decadenza delle civiltà del passato.
La vite di Archimede
Archimede, uno dei più grandi matematici e fisici dell’antica Grecia, effettuò il primo studio sulle macchine; costruì la rotazione della vite, girando una semplice manopola che serviva a sollevare l’acqua.
L’energia dal Medioevo alla fine del ‘700
Nel Medioevo la vita dell’uomo continua a dipendere dal lavoro muscolare. Pochi sono i perfezionamenti e le innovazioni nel campo delle macchine, per alleviare la fatica dell’uomo. In questa epoca viene utilizzata la forza del vento, dell’acqua e degli animali. Oltre a questo sviluppo di fonti energetiche, ce ne sono delle altre, come ad esempio la trasformazione dell’aratro (da quello semplice a quello pesante) e del giogo poggiandolo sulle spalle e sul petto dell’animale, anziché sul collo dell’uomo. Il grande sistema muscolare dopo un po’ va in crisi: il prezzo degli schiavi è proibitivo e una forte crisi demografica provoca una carenza di manodopera. Il cavallo nel XI secolo comincia a prendere il posto del bue nel lavoro dei campi. Questo animale ha una stessa capacità di tiro di un bue ma è più veloce e più resistente. In quest’epoca si ritiene che il cavallo possa svolgere lo stesso lavoro di una coppia di buoi; esso viene attaccato con una cinghia flessibile che circonda tutto il collo e spesso provoca il soffocamento dell’animale.
Il vento, oltre alla forza animale, è una delle tre principali fonti energetiche: esse vengono sperimentate attraverso i mulini. Si costruiscono i primi mulini ad acqua per macinare il grano. A partire dal XII secolo compaiono i mulini a vento (strumenti e tecniche che rivoluzioneranno l’agricoltura).
Nel corso del XIII secolo la produzione dei tessuti fu resa più veloce dall’introduzione di alcune macchine. La più importante fu la follatrice meccanica che rendeva le stoffe morbide e resistenti battendole con grossi martelli azionati da un mulino. Prima, per follare una sola pezza di panno, occorrevano tre uomini robusti che presto erano sfiniti dalla fatica. Altre novità furono il telaio a pedali, che migliorò e rese più rapida la tessitura, e la ruota a mano, che permise di eseguire cinque volte più in fretta le operazioni di filatura.
L’uomo già da oltre 4000 anni utilizzava l’energia eolica, ma per avere documenti storici che attestino l’uso dei primi mulini a vento dobbiamo arrivare intorno all’800 d.C. in Persia.
Più tardi, verso l’anno 1000, in Cina, vengono costruite le giranti eoliche ad asse verticale, ed è nel 1105 che in Europa viene costruito il primo mulino a vento a torre girevole. Troviamo una spiccata diffusione del mulino a vento nei Paesi Bassi tra il 1600 e il 1700 e rimane tutt’oggi una caratteristica di quei luoghi.
Il mulino a vento a torre girevole è caratterizzato da un motore ad asse orizzontale girevole, con le quattro pale che ruotano su un piano in direzione del vento.
L’aria, passando, produce sulle pale una forze detta ascensionale che fa muovere il motore. Sono la forma e la posizione delle pale che determinano la forza generata ed è da specificare che non sempre è rivolta verso l’alto come potrebbe far supporre il nome. Questo procedimento motore si chiama principio ascensionale. La torre girevole è posta su una base di legno che può ruotare e per mezzo di una traversa a leva si può spostare nella direzione del vento insieme al girante e alle pale. La versione perfezionata del mulino a vento a torre girevole è il mulino a vento a cupola girevole, nel quale non ruota più tutta la torre, ma solo la cupola superiore in direzione del vento (1573 Europa)
Il mulino ad acqua, conosciuto e utilizzato nelle aziende monastiche d’Europa fino dal V-VI secolo, è il suggestivo e potente strumento di trasformazione dell’energia naturale al tempo della “rivoluzione commerciale”. Collocato a ridosso di un torrente a regime fluviale costante o di un bacino artificiale per la raccolta delle acque a flusso lento o variabile, esso trasforma sia i sistemi del lavoro rurale sia quelli dell’artigianato urbano: se la macina del grano è la prima importante applicazione, gli impieghi artigianali o “industriali” sono molteplici e tendenzialmente illimitati.
Nel complesso queste diverse innovazioni contribuiscono a ridurre la fatica del lavoro fisico e a migliorare la quantità e la qualità della produzione, mettendo a disposizione del mercato quelle eccedenze senza le quali non si spiegano né lo sviluppo delle città né l’accumulazione della ricchezza, necessaria tanto alla costruzione delle cattedrali quanto alla fondazione delle università.
Anche Leonardo da Vinci viene coinvolto in questo tipo di attività che lo impegna fin dagli anni giovanili e che traduce in apprezzati allestimenti, alcuni dei quali divenuti celebri, come la cosiddetta Festa del Paradiso o la messa in scena dell’Orfeo di Poliziano, di cui l’artista cura regia, scenografia e perfino costumi. Un progetto giovanile di Leonardo, databile intorno al 1478, raffigurante un carro semovente azionato da un dispositivo a molla. La meccanica del veicolo su cui si concentra l’attenzione di Leonardo, si impernia su un apparato motore, formato da due grosse molle a balestra caricate mediante un dispositivo a tenaglia e su un complesso sistema di trasmissione. Quest’ultimo è costituito da una coppia di ruote dentate ingrananti fra loro e munite, ognuna sul proprio asse, di un rocchetto che aggancia i pioli posti sulle ruote motrici. Nonostante sia logico dubitare della funzionalità di un simile dispositivo, e perfino della sua capacità di muoversi effettivamente, il progetto presenta due indiscutibili punti di interesse: da un lato l’utilizzo di un motore a molle che immagazzina energia ed alleggerisce quindi lo sforzo fisico dei manovratori; dall’altro un sistema di trasmissione imperniato su due ruote dentate che girano in senso opposto e che quindi sono in qualche modo assimilabili al moderno differenziale. Questi due elementi costituiscono senza dubbio la parte di maggiore originalità del progetto Vinciano e ciò che lo differenzia da studi analoghi di tecnici antecedenti e contemporanei.
Affrontando il tema dell’acqua, Leonardo intese spesso avvalersi del raffronto comparativo tra microcosmo (uomo) e macrocosmo (terra), spiegando la circolazione dell’acqua e di tutti i fenomeni ad essa connessi in analogia con l’intero sistema vascolare del corpo umano. Leonardo, fin dal primo periodo, ebbe un precoce interesse per l’idraulica, prestò particolare interesse agli “strumenti d’acqua” e ideò numerosi congegni idraulici. Fu quindi interessato ad estendere e a diversificare il campo di applicazione della “vite” di Archimede nel settore dell’idraulica e cercò di impadronirsi del sapere tecnico scientifico dei maestri dell’antichità.
L’energia dal 1800
Negli ultimi cinquanta anni il petrolio ha sostituito il carbone, il quale e’ stato elemento essenziale per l’avvio e lo sviluppo della rivoluzione industriale, ed è diventato la principale fonte di energia.
Le seguenti sono le varie applicazioni della macchina a vapore inventata da James Watt
IL BATTELLO A VAPORE
Nel 1807 fu applicata ad un battello il primo motore soddisfacente che permise a Robert Fulton di risalire il fiume Hudson. Nel 1831 a Londra fu costruito il primo cantiere navale da dove poi partì la novità dell’elica, che sostituì le pale. A metà dell’ottocento fu utilizzata per la prima volta la propulsione elettrica. La propulsione a turbina a vapore, proposta da Parsons nel 1880, sarà impiegata solo nel 1908 su alcuni transatlantici.
LE NAVI A VAPORE
Il progresso industriale fu accompagnato dallo sviluppo dei trasporti. Verso la fine del secolo molti inventori pensarono di applicare il motore a vapore a navi e a veicoli. L’idea di muovere un battello con la forza del vapore risale al francese Denis Papin, ma la sua nave non ebbe successo. Queste imbarcazioni non furono sviluppate in Europa ma in America ebbero un buon successo, lungo i corsi navigabili dei fiumi
TRENI A VAPORE
Assai più veloce fu lo sviluppò delle locomotive a vapore. George e Robert Stephenson costruirono la prima locomotiva efficiente e nel 1825 fu costruita la più lunga ferrovia del mondo. Quattro anni più tardi, sempre i fratelli Stephenson costruirono la prima locomotiva capace di raggiungere i 36 km/h. Questo apportò un cambiamento nella società del secolo velocizzando molto gli spostamenti.
Dal 1870 al 1945 è in atto un’altra rivoluzione pacifica, La II rivoluzione industriale. Essa rappresento la seconda fase dello sviluppo dell’industria basata sulle macchine. Fu un susseguirsi di invenzioni e scoperte nei più svariati campi: dalla medicina, all’industria alimentare, alla chimica, alla meccanica.
ELETTRICITÀ
L’elettricità è una nuova fonte di energia che la vede come perno della seconda rivoluzione industriale.
All’inizio del 19° secolo l’elettricità divenne un bene comune; in questi anni Alessandro Volta inventò la pila, cioè il primo apparecchio capace di produrre corrente elettrica, che con l’invenzione della dinamo aprì la strada all’elettricità nel campo industriale.
LA LAMPADINA
Un filo percorso da corrente elettrica si arroventa e diventa incandescente, emanando luce. Per arrivare a metterla a punto, doveva però passare ancora molto tempo. Il problema fondamentale era quello di creare il vuoto intorno a questo filamento: in presenza di aria, e quindi di ossigeno, esso infatti brucia e si consuma molto velocemente. Nel 1865, il chimico tedesco Hermann Sprengel costruì finalmente una pompa abbastanza potente da riuscire ad estrarre quasi totalmente l'aria.l'inglese Joseph Swan e l'americano Thomas Alva Edison, nel 1879 riuscirono entrambi, a presentare al pubblico una lampadina a incandescenza.
Di qui iniziò un fecondo rapporto di collaborazione tra i due scienziati, che nel 1883 unirono i loro sforzi creando un accordo commerciale che portò alla formazione di una compagnia per la produzione di lampadine.
IL PETROLIO
Il petrolio si trova in grandi quantità sotto la superficie terrestre e oggi è la principale materia prima usata nell’industria.
I primi giacimenti superficiali furono ignorati dall’uomo per migliaia di anni e furono utilizzati per scopi molto limitati. Poi, verso la metà del XIX secolo, l’uomo cominciò a cercare un combustibile migliore per le lampade e questo determinò la crescita di richiesta del petrolio grezzo. Nel 1920 i prodotti ricavati dal petrolio grezzo erano: benzina (26%), cherosene (13%). Infine la resa del petrolio si è modificata in: benzina (50%), cherosene (7%), gasolio e oli combustibili (10%).
Oggi la civiltà industriale dipende in larga misura dai derivati del petrolio che vengono utilizzati come carburanti per motori, come combustibile per riscaldamento domestico, per impianti industriali, per la produzione di energia elettrica.
NASCITA ED INVENZIONE DEL MOTORE A SCOPPIO
Il motore a scoppio è un motore di tipo alternativo.
Nel 1854 Eugenio Barsanti e Felice Matteucci brevettarono e costruirono il primo motore a combustione interna che abbia mai funzionato.
Successivamente nel 1860, Lenoir costruì il primo motore a combustione interna che ebbe applicazioni industriali.
Nel 1866 E.Langen e A.Otto costruirono un motore verticale a stantuffo libero, analogo a quello di Barsanti e Matteucci, questo motore sostituì il motore di Lenoir.
Nel 1860 Beau de Rochas ideò il ciclo a quattro tempi. Che viene usato tutt’oggi.
Nel 1882 Enrico Bernardi anticipò di ben due mesi a Karl Benz e Gottlied Dailmer l’invenzione di un motore alternativo, il motore a scoppio, che sfruttava come combustibile la benzina, un derivato dal petrolio.
I PRIMI MOTORI E L’AUTOMOBILE
Il primo motore applicato ad una macchina fu inventato nel 1885 e riuscì ad azionare la prima automobile. Il motore era un motore a scoppio, era posteriore ed andava a benzina. Per dirigere l’automobile, prima dell’invenzione del volante nel 1900, si usava un “timone” che azionava le ruote anteriori. Le sospensioni delle ruote erano costituite da molle a “balestra”, come nelle carrozze dei cavalli. I pneumatici furono immaginati nel lontano 1845 da un inventore che progettò dei tubi di caucciù, gonfiati con aria e incollati sul cerchione.
Poi fu John Dunlop a brevettarlo e infine nel 1891 i fratelli Michelin crearono i pneumatici d’oggi.
Dopo i primi motori a scoppio, furono creati da August Otto, nel 1876, i motori a combustione interna che erano in grado di trasformare l’energia termica, prodotta durante il processo di combustione, in energia meccanica. Oggi esistono vari tipi di motori che vengono classificati anche in base al carburante utilizzato (benzina, gasolio, metano, ecc.). I motori più comuni sono quelli a benzina ma sono utilizzati anche motori a metano, GPL e infine i motori diesel brevettati da Rudolf Diesel nel 1892. Le principali differenze tra i carburanti sono costituite dalla loro natura, la loro consistenza: benzina e diesel sono liquidi, il metano invece è un gas, il GPL invece è un gas liquido
INDUSTRIA CHIMICA
Le fabbriche tessili richiedevano quantità sempre maggiori di candeggianti, coloranti e sgrassanti; i metodi usati in passato non erano più praticabili e furono usate le prime sostanze chimiche, che erano ottenute in laboratorio e si potevano produrre nelle quantità desiderate.
Il colorante chimico più comune e avanzato del tempo era sicuramente l’anilina, un derivato del catrame che poteva essere prodotto velocemente e costava molto meno di qualunque colorante naturale.
L’AEREO
Il primo modello di aereo fu brevettato dai fratelli Wright nel 1903. Nel 1909 fu fatto il più lungo viaggio di allora: Louis Blériot fece il primo volo sulla Manica con il suo aereo. Già nella prima guerra mondiale fu pensato di utilizzarlo a scopo militare, ma quelli a disposizione erano pochi ed erano poco affidabili. In poco più di venti anni si svilupparono in una maniera sorprendete con i primi fatti addirittura in ferro. Il primo aereo a reazione fu Heikel 178 costruito dai tedeschi nel 1939 per scopi militari. Questi aeroplani sono molto più veloci di quelli ad elica e consentono quindi di percorrere più distaza in minor tempo.
ELICOTTERO
Dopo Leonardo che fin dal 1483 aveva tracciato uno schema di elicottero, si deve arrivare fino all’800. La prima rudimentale forma di elicottero fu costruita da V. Sarti. In Spagna tra il 1919 e il 1926 R.Pescara costruì con successo diversi elicotteri e, solo dopo il 1940 furono utilizzati, non solo dall’ esercito, ma anche per trasporto civile.
TRAM
Il nome tram deriva da quello delle travi quadrate che venivano usate come rotaie (che poi divennero metalliche). I primi veicoli erano trainati da cavalli, finche non venne introdotta la trazione a vapore, che a sua volta fece spazio al primo tram elettrico. Esso fu inventato da Siemens Halske nel 1879. Queste però hanno avuto un periodo di “decadenza” agli inizi del 1940 quando la gente preferiva l’autobus o il treno; ma adesso sta riacquistando importanza con il fatto che non inquinano.
IL TRENO
La locomotiva a vapore è una delle prime tipologie di locomotive comparse.
La prima locomotiva fu costruita nel 1830 da Stphenson, ma aveva lo svantaggio di essere molto lenta (circa 10 km/h) e poco capiente. Però ebbe subito un notevole successo perché la sua velocità era superiore a quella di una persona e di conseguenza era vantaggiosa nei viaggi di pochi chilometri. Questo indusse a creare locomotive sempre più potenti, capaci di portare un maggior numero di carrozze e passeggeri, in minor tempo.
Nel 1910 in Italia fu creata la prima locomotiva elettrica: questa consentiva di trasportare molte più carrozze di una locomotiva normale e soprattutto arrivava a velocità di circa 100 km/h, mentre quelle a vapore riuscivano a fare poco più di 50 km/h.
METROPOLITANA
Ha le caratteristiche di un tram con l’unica differenza che le sue rotaie sono condotte nel sottosuolo.
La denominazione deriva dalla Metropolitan Railway Company, che nel 1863 inaugurò a Londra la prima metropolitana. inizialmente aveva una trazione a vapore che fu poi sostituita dal binario o cavi elettrici.
ENERGIA NUCLEARE
Furono i coniugi Curie a scoprire per primi la radioattività del radio nel tardo diciannovesimo secolo, cosa che costò loro la vita. Nel 1905 Einstein dettò il principio di equivalenza, ma dopo il 1933 fu costretto a proseguire gli studi lontano da casa:in America. Li con altri scienziati fu collaudata la bomba atomica e nel 1945 due di esse furono lanciate su due città giapponesi, quali Hiroshima e Nagasaky. L’espansione delle radiazioni costò la vita a migliaia di persone e la bomba fu motivo di lotte politiche per buona parte degli anni a venire.
Oggigiorno attraverso la fissione dell’uranio possiamo ottenere, con una grande produzione di scorie radioattive, energia nucleare, la quale viene trasformata in energia elettrica.
L’incidente di Chernobil, causato dall’esplosione di una turbina, fece scomparire per la popolazione terrestre le speranze che questa energia potesse risolvere i problemi da questo punto di vista.
ENERGIE ALTERNATIVE
Il crescente prezzo del petrolio e la non affidabilità dell’energia atomica convinse l’uomo a cercare altre fonti energetiche in natura quali: l’energia solare,eolica e idrica. Tuttora si stanno svolgendo vari studi su queste energie a basso prezzo, ma la loro buona riuscita è solita solo ove le condizioni del territorio lo permettano, perciò un pannello solare è più utile in Grecia che nel nord Europa. Tutte queste energie sono rinnovabili ovvero che non si esauriscano mai, un buon uso di ciò può risolvere il problema energetico una volta per tutte.
Un maggiore utilizzo di queste energie porterebbe: a un minor inquinamento, se andassero a sostituire centrali elettriche e una minor produzione di scorie radioattive, se andassero a sostituire centrali nucleari.
Fonte: http://est.indire.it/upload/06-ITA01-S2C01-00766-3-prod-001.doc
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Autore del testo: non indicato nel documento di origine
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