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 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.