L'evoluzione della macchina a vapore e il suo impatto industriale

L'origine della macchina a vapore

La tipica fonte di energia della prima rivoluzione industriale, il "motore", fu la macchina a vapore. Non fu un'invenzione del Settecento, dal momento che il principio del suo funzionamento era noto fin dall'antichità. Esso consiste nello sfruttare la pressione del vapore per produrre un movimento. Già il greco Erone di Alessandria aveva inventato e descritto parecchi meccanismi che sfruttavano la pressione del vapore: uno di questi riusciva a far aprire e chiudere le porte di un tempio. Probabilmente fu la grande disponibilità di manodopera a buon mercato esistente nell'antichità a evitare che tali invenzioni trovassero applicazione. Seguì poi il lungo periodo di decadenza della scienza del Medioevo, finchè gli studi sul vapore e le sue applicazioni ripresero tra fine Seicento e inizio Settecento, per merito dello scienziato francese Denis Papin, inventore della pentola a pressione.

Innovazioni di James Watt

All'inizio del XVIII secolo, la macchina a vapore veniva utilizzata in particolare per azionare le pompe che toglievano l'acqua dalle gallerie e dai pozzi delle miniere. Tale macchinario venne perfezionato e reso più efficiente nel 1765 da James Watt. Egli fra l'altro, ideando il meccanismo biella-manovella, realizzò un sistema per trasformare in un moto rotatorio, molto più vantaggioso, il movimento a stantuffo. A quel punto la macchina a vapore era pronta per le applicazioni più svariate e il confronto tra la quantità di lavoro svolto dalla macchina e il numero di cavalli precedentemente necessari a svolgerlo diede origine all'unità di misura cavallo-vapore.

Diffusione e impatto della macchina a vapore

La macchina a vapore si diffuse nelle nuove fabbriche tessili, che così non dovettero più essere ubricate necessariamente lungo i corsi d'acqua. Le fabbriche poterono essere ubricate alla periferia delle grandi città, dove era più facilmente reperibile la mano d'opera. La macchina a vapore venne in seguito utilizzata anche come forza motrice per nuovi mezzi di trasporto. Nel 1803 lo statunitense Robert Fulton usò il vapore per far muovere un battello mediante la spinta di una grande ruota a pale che girava nell'acqua. Nel 1814 l'ingegnere George Stephenson costruì la prima locomotiva (la celebre Rocket). Presto la ferrovia fu utilizzata nelle miniere per trasportare fino alla superficie il carbone che veniva estratto in profondità: quel carbone che servì poi per azionare le macchine di tutte le industrie inglesi. Il cerchio in tal modo si chiude.

Sviluppo della siderurgia e del carbone coke

Un altro settore che si sviluppò rapidamente fu quello della siderurgia, cioè della produzione di ghisa,ferro, acciaio, e dei manufatti,ossia i prodotti che ne derivavano. Un passo decisivo per tale sviluppo fu la produzione del carbone coke, un carbone più puro ottenuto nel 1753 dai fratelli Darby raffinando il carbone fossile che si trova in natura. Il coke bruciava meglio e più a lungo, sviluppando maggior calore. La disponibilità del nuovo combustibile permise la costruzione di altiforni, cioè di forni nei quali aveva luogo la fusione del metallo. La migliore qualità e la maggiore purezza della ghisa consentì di realizzare manufatti più solidi e resistenti e di meccanizzare altre fasi della lavorazione. L'Inghilterra divenne un Paese esportatore di prodotti in ferro, ghisa e acciaio e cominciò a costruire e a vendere utensili, macchine, longarine e binari per ponti e ferrovie.