L'evoluzione della ruota: dalla Mesopotamia alle moderne applicazioni

In questo appunto si parla della storia della ruota. Viene descritto come fu inventata la ruota, viene data la definizione e descritto come questa funzionasse, la sua storia e le sue applicazioni, i tipi di ruote con alcuni esempi storici, la bicicletta.
Indice:
Invenzione della ruota
Definizione e funzionamento della ruota
Storia della ruota e delle sue applicazioni
Tipi di ruota: alcuni esempi storici
La bicicletta
Nascita ed evoluzione della ruota

Invenzione della ruota

La ruota è un’invenzione antichissima e utilissima le cui applicazioni non si limitano al solo campo dei trasporti, che ne costituisce l’impiego più evidente, ma si ritrovano in molti ambiti del vivere, dall’industria all’artigianato, passando per tutto il vasto campo della creazione di energia.
Prima dell’invenzione della ruota antiche popolazioni, come gli egizi, utilizzavano per analoghe funzioni, grossi rulli che servivano, ad esempio, a trascinare pesanti carichi come gigantesche statue: i rulli venivano ripetutamente spostati dalla parte posteriore del carico a quella anteriore per consentirne lo spostamento.

Definizione e funzionamento della ruota

La ruota può definirsi come organo di moltissime macchine e di tutti i veicoli nella costituzione dei quali rappresenta elemento di fondamentale importanza.
Nella sua forma più schematica, la ruota è costituita da un disco girevole intorno al proprio asse: girando intorno all’asse centrale, la ruota si trasforma in una macchina in grado di trasmettere e applicare una forza: in questo caso, una piccola forza che si sposta di una grande distanza, può generare una grande forza che si sposta di una piccola distanza.
Un esempio dell’applicazione di questo principio sono le ruote ad acqua e gli argani nei quali una ruota viene fatta girare da una piccola forza applicata al cerchio (o corona) e sull’asse si genera una forza più grande.
Anche se spesso viene utilizzata come macchina, la ruota è anzitutto un dispositivo capace di ridurre l’effetto dell’attrito cioè della forza frenante che si sviluppa tra due superfici strofinate l’una sull’altra (sostituzione dell’attrito volvente all’attrito radente)
Nel rotolamento ogni punto lungo il bordo della ruota tocca il terreno e poi risale senza strisciare e questo rende più facile lo spostamento di carichi pesanti su superfici irregolari e riduce anche il logorio dei materiali.
per ulteriori approfondimenti sulla ruota vedi anche qua

Storia della ruota e delle sue applicazioni

Le ruote più antiche venivano usate per i carri a trazione animale o manuale ed erano semplici dischi di legno fissati ad un asse su cui si appoggiava una piattaforma.
In un secondo tempo, per diminuire il logorio della periferia, si applicò alla ruota un cerchio di ferro fissato da chiodi; successivamente, per diminuire il peso della ruota, al disco pieno si sostituì un cerchio esterno di legno collegato al centro (mozzo) da assi detti raggi.
In generale, il numero dei raggi, le dimensioni, lo spessore e le proporzioni delle ruote erano molto variabili a seconda dell’uso e del tipo di carro per cui la ruota veniva costruita.
Le ruote idrauliche sono macchine ideate per sfruttare l’energia dei corsi d’acqua allo scopo di produrre lavoro meccanico. Da secoli la ruota viene utilizzata per produrre energia idraulica: ne è un esempio la ruota ad acqua che forniva forza motrice ad un cotonificio del Lancashire, in Inghilterra, proprio ad inizio del XIX secolo che, con un diametro di 19 metri, produceva la forza di 150 cavalli.
Già nella Grecia del I secolo a.c. furono introdotti i primi mulini ad acqua che erano dotati di una ruota orizzontale a pale che agiva secondo il principio della ruota e dell’assale: infatti, la forza che premeva sui bordi esterni delle pale produceva una forza più intensa sull’asse centrale.
Le ruote ad acqua verticali si sono dimostrate in questo ambito più efficienti di quelle orizzontali poiché potevano avere dimensioni maggiori ed esprimere più potenza.
Le ruote idrauliche si sono perfezionate nei secoli fino a giungere alle turbine idrauliche utilizzate per la produzione di energia elettrica
Anche l’argano funziona in base al principio della ruota e dell’assale ed è servito per molti secoli a sollevare le ancore delle navi: l’ancora veniva, infatti, sollevata da una fune o da una catena che si avvolge attorno all’asse centrale.
L’argano è stato anche applicato sulla terraferma ogniqualvolta si rendesse necessario spostare dei carichi. In alcune rappresentazioni ritroviamo, ad esempio, degli argani detti verricelli a mano azionati da cavalli e utilizzati per estrarre carbone dalle miniere.
La ruota dentata è un disco metallico munito di sporgenze dette denti, di forme tale da poter penetrare nelle cavità tra i denti di un’altra, contigua, alla quale trasmette il moto per appoggio.
Le ruote dentate consentono la trasmissione del moto e della forza tra due alberi ruotanti in senso costante. Hanno un impiego molto esteso per la trasmissione con rapporto costante di velocità.
Ne sono un esempio le ruote le minuscole degli orologi da polso come anche i grandi ingranaggi per la riduzione di velocità delle turbine a vapore nelle centrali termoelettriche.

Tipi di ruota: alcuni esempi storici

Ecco altre informazioni sulla ruota con esempi storici:
In alcune rappresentazioni pittoriche risalenti ai tempi del re UR, in Mesopotamia, ritroviamo raffigurazioni di carri del 2500 a.c. le cui ruote venivano costruite unendo due tavole di legno (c.d. ruote solide): montate su assali le ruote mantenevano la loro posizione sotto il carico e risultavano quindi molto più pratiche dei rulli.
Altre immagini raffigurano antichi carri brasiliani nei quali le ruote di legno risultavano alleggerite mediante l’eliminazione di tutta la parte centrale ad esclusione di una barra trasversale (c.d. ruota semipiena). Anche le ruote a raggi si ispirano allo stesso principio.
In una immagine del 1822 ritroviamo rappresentato un vasaio indiano che, con il piede, spinge una ruota per produrre una forza rotatoria sull’assale dove viene lavorata l’argilla (c.d. ruota del vasaio).

La bicicletta

Nel 1817 il barone tedesco Karl von Drais costruì un velocipide (battezzato “draisina”) antenato della moderna bicicletta.
Era costituito da un’asta di legno posta sopra due ruote a raggi, anch’esse di legno, allineate tra loro.
Il conducente, sdraiato sul sellino, muoveva il velocipide puntando alternativamente i piedi sul suolo ed effettuava le curve azionando un rudimentale manubrio collegato alla ruota anteriore.
Dopo il cavallo il velocipide fu la cosa più veloce che si potesse vedere sulle strade a quel tempo, dal momento che riusciva a raggiungere i 16 Km all’ora.

Nascita ed evoluzione della ruota

Ai Sumeri sono attribuite tantissime invenzioni: le più note sono sicuramente la scrittura e la ruota. Può sembrare banale ma la ruota rappresenta un’innovazione tecnica e tecnologica importantissima, che fa fare alla popolazione sumera un balzo in avanti di secoli rispetto ad altre popolazioni contemporanee. Osservando il lavoro dei vasai attorno al tornio, i Sumeri capirono che quel movimento circolare sarebbe stato molto utile se impiegato diversamente, e così inventarono la ruota, intorno al 3.500 a.C. La ruota dei Sumeri era una ruota di legno pieno. Tale invenzione si rivelò utilissima per il trasporto dei carri tirati dagli onagri, animali che somigliano agli asini e che ancora oggi si trovano in Mesopotamia. La ruota, questa straordinaria invenzione moderna, divenne un’arma da guerra: con i carri da battaglia, la città di Uruk riuscì a sottomettere molti centri urbani della Mesopotamia, diventando la città più grande del mondo di allora, nonché la prima vera città della storia. Le altre popolazioni apportarono delle modifiche all’invenzione dei Sumeri: non più pesanti ruote di legno pieno, ma ruote a raggi, che erano più leggere e, pertanto, più veloci. Quindi, la ruota si è rivelata anche un’arma a doppio taglio per la Mesopotamia, infatti, il giorno che comparvero gli Assiri, con i loro carri con le ruote a raggi di ferro, trainati da cavalli (già patrimonio degli Ittiti), Babilonia e quel che restava dei Sumeri furono vinti, nel 1100 a.C.
Progetto Alternanza Scuola lavoro.