L'industria del ferro - Dal mercantilismo al libero scambio. Il risultato finale

L'industria del ferro

Nell'industria del ferro, che vantava una certa tradizione nelle isole britanniche, l'andamento delle innovazioni tecnologiche segue una sequenza di sfida e risposta, ossia rapporto di reciprocità tra produzione del ferro e produzione del carbone).

Innovazioni tecnologiche

In questo settore la rivoluzione si concretò nell'introduzione di nuovi macchinari, che ebbero un ruolo secondario, e di nuovi processi che resero possibile:

• Sostituire il carbone minerale al carbone vegetale rendendo più economica la produzione di ferro;
• Aumentare la quantità di ferro prodotta;
• Diminuire il tempo e il carbone necessari per ogni processo.

Agli inizi del Settecento, nel paese era abbastanza sviluppata l'attività di lavorazione del metallo, mentre, nonostante la ricchezza di giacimenti ferrosi, l'attività di estrazione e di fusione del ferro era carente per due motivi:

1. Il minerale ferroso inglese era ricco di impurità e di fosforo;
2. Il combustibile utilizzato era il carbone di legna.

Nel 1720, la produzione nazionale di ghisa raggiungeva appena le 20.000-25.000 tonnellate. L'attività di lavorazione del minerale ferroso era:

• Dispersa;
• Itinerante.

La sua crisi dipendeva dalla qualità del minerale di ferro inglese, scadente, e dalla scarsità del carbone di legna, il combustibile usato nella fusione. A determinare l'ubicazione delle ferriere (fabbriche di ferro) era la presenza di ampie aree boschive più che del minerale ferroso e la lavorazione non si concentrava in una sola regione. Esaurite le risorse boschive di un'area, l'industria del ferro si spostava. Furono emanate leggi per proteggere i boschi del paese, ma non ottennero il successo sperato. L'unica soluzione era sostituire come combustibile al carbone di legna il carbone fossile, del quale il paese aveva notevoli giacimenti.

Utilizzo del carbone fossile

Il paese poteva contare su una grande disponibilità di carbone fossile, già utilizzato in diverse attività di lavorazione (vetrerie, raffinerie di sale, birrerie), ma non nella fusione del minerale di ferro. Il carbone fossile, ricco di zolfo, unendosi al minerale ferroso, dà origine a un prodotto scadente, una ghisa fragile e impura, adatta per realizzare pezzi da non sottoporre a torsione e tensione. Il carbone fossile, allo stato naturale, era poco adatto a essere usato nella fusione del minerale ferroso per il suo elevato contenuto di zolfo.

La rivoluzione di Abraham Darby

Nel 1709, Abraham Darby mise a punto un procedimento attraverso il quale riuscì a purificare il carbone fossile, trasformandolo in coke e utilizzarlo come combustibile nel processo di fusione del minerale ferroso nell'altoforno per produrre ghisa grezza. Il coke è il residuo della distillazione di diversi carboni fossili, usato come combustibile per il suo alto potere calorifico. Il procedimento di Darby si diffuse lentamente perché non consentiva di produrre buon ferro fucinato; la ghisa prodotta con il coke aveva usi più limitati: materiali domestici, cannoni, tubazioni.

Nello Shropshire, per la prima volta il minerale ferroso venne fuso con il coke, ma ancora negli anni Cinquanta del XVIII l'unico altoforno funzionante a coke era quello della famiglia Darby. Grazie all'impiego di carbone fossile si poteva aumentare la produzione nazionale di ghisa, ma rimaneva aperto un problema: come convertire la ghisa prodotta con il coke in ferro malleabile utilizzando ancora il coke.

Il contributo di Henri Cort

La soluzione venne trovata nel 1783 da Henri Cort, il quale brevettò il processo di puddellaggio (trattamento siderurgico di ossigenazione di carbonio, silicio e fosforo presenti nel metallo, e successivo rimescolamento a cui viene sottoposta, in appositi forni, la ghisa) che consentì di utilizzare come unico combustibile il coke, eliminando la dipendenza dal carbone di legna, e di produrre ferro lavorabile di buona qualità e a prezzi contenuti, favorendo anche la localizzazione dell'industria del ferro in prossimità dei bacini carboniferi.

Il ruolo del forno di puddellaggio

Il forno di puddellaggio era usato, insieme ai laminatoi, per trasformare la ghisa grezza ad alto tenore di carbonio in barre di ferro a basso contenuto di carbonio. Il forno di puddellaggio e il laminatoio liberarono l'industria siderurgica dalla dipendenza del carbone vegetale.

Energia a vapore e innovazioni di Watt

Il metodo di Cort non avrebbe però avuto l'importanza che ebbe senza l'aiuto di una nuova forma di energia, quella rappresentata dal vapore. James Watt era un costruttore di strumenti scientifici e faceva il consulente per l'università di Glasgow. Perfezionò la macchina di Newcomen, usata per pompare l'acqua dalle miniere, correggendo il grande spreco di calore e la parziale condensazione. Nel 1765 venne usato un condensatore separato dall'insieme cilindro-pistone.

Nel 1769, venne brevettato "per un nuovo metodo per diminuire il consumo di carbone e combustibile nelle macchine a vapore", in comproprietà con l'industriale John Roebuck. La prima macchina a vapore fu installata a Kinneil House, nelle officine di John Wilkinson. Nel 1774, venne creata una società con Mattew Boulton al quale Roebuck aveva ceduto la sua quota di brevetto. Dal 1775 la macchina a vapore iniziò a diffondersi nell'industria siderurgica, per sollevare l'acqua e far girare le ruote che azionavano i mantici nelle ferriere, e in altri settori produttivi.

Watt e Boulton iniziarono la produzione commerciale della macchina a vapore, avevano un'industria che permetteva che le macchine venissero destinate ad altri usi, quindi ad altri settori produttivi. Tra il 1782 e il 1788 furono realizzati altri miglioramenti, quali un regolatore della velocità del motore e uno strumento che trasformava il movimento alternativo del pistone in moto rotatorio (macchina rotativa a doppio effetto). La macchina a vapore divenne il simbolo della tecnologia della rivoluzione industriale.