Ottocento

1
Ottocento

• Prof. Edoardo Rovida

2
Ottocento

• Idee
• Realizzazioni
• Nascita della grande industria
• Insegnamento istituzionalizzato
• Nascita delleditoria scientifico-tecnica
• Sviluppo dellassociazionismo scientifico-tecnico

3
Idee

• Meccanica statistica(Maxwell(1831-1879),
  Gibbs(1839-1902), Boltzmann(1844-1906)
• Fluidi viscosi Reynolds(1842-1912)(scorrimento
  dei fluidi teoria della lubrificazione)
  Stokes(1819-1903) Rayleigh(1842-1919), Thomas
  Young (1773- 1829), Joseph Antonio Ferdinando
  Plateau (1810-1833)
• Fluidi perfetti Kelvin(1824-1907)
• Progresso nei calcoli
• Termodinamica

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Reynolds mostra lesistenza dei due regimi di
moto(1883)
5
Thomas Young

• Concetto di tensione superficiale(una superficie
  liquida è come una membrana in tensione)
• 1804 pubblica un lavoro sullanalogia fra la
  superficie di un liquido ed una membrana elastica
• Spiega il comportamento dei liquidi nei capillari

6
Joseph Antonio Ferdinando Plateau

• Osservazioni sulla formazione delle gocce
• -sferiche in teoria(in assenza di influenze
  esterne)
• -di fatto oblunghe, per effetto di gravità e
  resistenza dellaria

7
Progresso nei calcoli studio della fatica

• 1842 disastro ferroviario di Versailles rottura
  di un asse della locomotiva
• Rankine istituisce le prime ipotesi
• 1854 Braitwaite introduce il termine fatica

8
Termodinamica

• Robert von Mayer(1814-1878) equivalente
  meccanico del calore(1842)
• Hermann von Helmholtz(1821-1894) primo principio
  della termodinamica
• James Joule(1818-1889) perfeziona il calcolo
  dellequivalente meccanico del calore
• Rudolf Clasius(1822-1888) e Sadi
  Carnot(1796-1832 e secondo principio della
  termodinamica concetto di entropia

9
Primo principio della termodinamica

• Ha vari scopritori (ci arrivano
  indipendentemente e tutti attorno al 1840)
• -Julius Robert Mayer(1814-1878)
• -Herman von Helmholtz(1821 1894)
• James Joule (1812 1889)
• In particolare, Mayer e Joule(1842-43) calcolano
  lequivalente meccanico del calore(4,184 J/cal)

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Secondo principio della termodinamica Sadi
Carnot(1796-1832)

• Scopre che non tutto il calore si trasforma in
  lavoro concezione del 2 principio(anteriore al
  primo, il che dimostra il carattere intricato e
  complesso dellevoluzione scientifica)
• Ca nel 1820 enuncia il 2 principio
• Reazione francese agli sviluppi della macchina a
  vapore in Inghilterra riscossa francese in
  termini di analisi astratta e rigorosa dei
  principi di funzionamento della macchina a vapore

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Moto perpetuo la sua impossibilità è dimostrata
dalla Termodinamica

• 1 principio gli attriti assorbono energia e non
  si riesce ad assicurare un funzionamento ciclico
  senza apporto continuo di energia
• 2 principio incompletezza della
  trasformazione del calore in lavoro(non potrà mai
  venire completamente recuperato il lavoro perso
  negli attriti e trasformato in calore)
• Molti tentativi di macchine(ancor oggi si trovano
  dei sognatori)
• Nel 700 lAccademia francese delle Scienze
  rende pubblica la decisione di non prendere più
  in considerazione invenzioni sul moto perpetuo

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Franz Reaulaux

• Precursore della scienza della progettazione
• In due suoi libri(1875 e 1900) fa una
  catalogazione degli organi di macchine in modo
  sistematico

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Entusiasmo per gli sviluppi della meccanica e
della tecnica

• Illusione che gli sviluppi tecnici possano
  risolvere tutti i problemi
• Grandi Esposizioni(Londra, Parigi, Vienna)
  celebrano questo entusiasmo
• Qualche voce discorde Oscar Wilde(1854-1900)
  teme che gli uomini diventino simili a macchine

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Realizzazioni

• Diffusione macchina a vapore
• Diffusione energia elettrica
• Diffusione sistema metrico decimale
• Aumento del numero di brevetti
• Nasce la turbina a vapore
• Sviluppo dei trasporti
• Organizzazione del lavoro

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Macchina a vapore

• Aumenta la potenza dai 40 kW(macchina di Watt)
  agli 80 kW
• Tra 700 ed 800 si diffonde rapidamente e
  sostituisce molti impianti ad acqua
• 1807 Fulton muove un battello con la macchina a
  vapore
• 1827 nave Curaçao attraversa lAtlantico senza
  bisogno di vele
• 1835 a Birmingham attive 169 macchine a vapore
• 1838 servizio regolare di navi a vapore
  attraverso lAtlantico
• 1860 iniziano i giocattoli scientifici
  modelli funzionanti di macchina a vapore

16
Potenze ricavate(1 metà Ottocento)

• Ruota idraulica ca 5 cavalli
• Mulino a vento 10-12 cavalli
• Macchina a vapore 15-16 cavalli

17
Diffusione dellenergia elettrica

• 1799 pila di Volta
• Grazie agli studi di Colombo(rettore del
  Politecnico di Milano)nasce la centrale elettrica
  di via S.Radegonda(seconda al mondo dopo quella
  di New York - 1883)
• Sviluppo impianti idroelettrici
• Elettrificazione industria e trasporti
• Indipendenza dellItalia dalle fonti di energia
• Nascita dellindustria elettromeccanica

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Azionamento elettrico delle macchine operatrici

• Primamacchina a vapore, albero di trasmissione,
  pulegge e cinghie(complicazione, ingombro,
  perdite di energia, pericoli per le persone)
• Poi azionamento elettrico(semplicità,
  efficienza, compattezza, sicurezza)

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Diffusione dei brevetti

• 1790 Prima legge americana sui brevetti
• 1791 Prima legge francese sui brevetti
• 1800-1882 Adozione di leggi sui brevetti nella
  maggior parte di paesi europei
• 1883 Convenzione di Parigi sulla protezione della
  proprietà industriale

20
Nascita della turbina a vapore

• Primi esperimenti nel XVIII secolo
• Parsons(1884) realizza una turbina costituita da
  tante piccole turbine in serie, frazionando la
  caduta totale di pressione in tante piccole
  fasi per ciascuna turbina

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Sviluppo dei trasporti

• Ferrovie
• Navigazione
• Bicicletta
• Automobile
• Aereo

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Ferrovie

• 1804 Richard Trevithick monta una macchina a
  vapore su un carro su rotaie(la locomozione
  stradale è ancora troppo difficoltosa per la
  resistenza al moto alta e la potenza disponibile
  bassa)
• 1814 George Stephenson perfeziona la locomotiva
  e costruisce la prima ferrovia
• 1825 prima ferrovia in Inghilterra
• 1839 prima ferrovia italiana (Napoli-Portici) (2
  locomotive di costruzione inglese(Bayard e
  Vesuvio) progettate sul modello di Stephenson
• 1840- linea ferroviaria Milano-Monza
• 1860- rete ferroviaria europea 50.000 km(15.000
  in G.B)
• 1863 prima metropolitana in Inghilterra
• 1882 rete ferroviaria europea 165.000 km
• Fine 800 le ferrovie sostituiscono in buona
  misura i trasporti su canali navigabili, con
  aumento di velocità e di capacità di trasporto
  il basso coefficiente di aderenza ruota-rotaia
  impone basse pendenze e, quindi, infrastrutture
  molto estese

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Macchina a vapore di Richard Trevithick(1800)

• vapore entra nel cilindro
• chiusa la valvola di immissione, il pistone viene
  spinto dal vapore in espansione
• quando raggiunge il punto morto infariore si apre
  la valvola equilibratrice che fa passare il
  vapore nella parte del cilindro sotto il pistone
  riequilibrando la pressione
• pistone, spinto dal vapore, risale
• apertura valvola di scarico
• apertura valvola di immissione tutto ricomincia
  da capo

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Locomotiva a vapore di Richard Trevithick(1804)

• macchina a due cilindri il vapore, dopo aver
  lavorato nel primo cilindro alla pressione di 3-4
  kg/cm², non viene scaricato ma inviato in un
  secondo cilindro, più grande, dove continua a
  lavorare espandendosi fino a valori di poco
  inferiori alla pressione atmosferica

25
Locomotiva a vapore di Richard Trevithick(1804)

• Trevithick installò su un carro il motore di Watt
  per trasportare 25 tonnellate di materiali a una
  velocità di 6 km/h
• Con la sua invenzione, Trevithick dimostrò che
  tra le ruote lisce e le rotaie c'era sufficiente
  aderenza per trasmettere la forza di trazione
• I lavori di Trevithick indirizzarono i
  costruttori verso le macchine ad alta pressione
  ad espansione multipla
• La sua macchina fu più usata in Francia che in
  Inghilterra

26
Locomotiva a vapore di George Stephenson(1825)

• George Stephenson e suo figlio fecero muovere il
  primo treno viaggiatori della storia, costituito
  da una locomotiva rinnovata e da sei piccoli
  vagoni nei quali presero posto i viaggiatori, tra
  le città di Stockton e Darlington, nel Newcastle,
  ad una velocità per quei tempi eccezionale di 25
  Km/h

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Locomotiva a vapore di George Stephenson(1825)

• nel focolare (1) brucia carbone ? calore per
  riscaldamento acqua
• nei tubi a fumo (4) scorrono i fumi provenienti
  dal focolare
• trasformazione acqua-vap. in (2)
• indicatore di livello (3) valutazione quantità
  acqua in caldaia (il liquido deve coprire la
  volta superiore del focolare)
• fumi dalla camera a fumo (5) al camino

Il vapore prodotto si accumula nella parte più
alta della locomotiva, detta duomo (6), quindi
giunge alla camera di distribuzione (7) in questa
scorre il cassetto di distribuzione regola
entrata e uscita del vapore dal cilindro
- Il vapore, entrando
attraverso le due luci spinge lo stantuffo (8)
ora a destra  e poi a sinistra e fa così muovere
biella e manovella (9) e di conseguenza le ruote
28
Locomotiva(1854)

• Inizio del superamento della trazione animale
• Aumentano le richieste di carbone l'Inghilterra,
  grazie ai suoi grandi giacimenti e alla facilità
  di trasporto, consolida le posizioni di
  avanguardia delle sue industrie e vende carbone a
  mezza Europa

29
Industria italiana delle ferrovie

• 1862 rete ferroviaria 3000 km
• 1880 rete ferroviaria 9290 km
• Fino al 1885 macchinari ferroviari importati
• 1886 Breda
• 1887 Costruzioni Meccaniche di Saronno
• 1900 Officine Meccaniche di Milano
• Fine 800 inizia lelettrificazione(grande
  importanza del Tecnomasio)

30
Tender per locomotiva (Ansaldo 1858)
31
Trazione ferroviaria a vento

• Vettura con propulsione a vela, in servizio fra
  Sesto Calende e Tornavento fra il 1858 ed il 1865

32
Funicolari

• 1842 Inghilterra prima funicolare(convoglio su
  binario trainato da una fune)
• 1862 Lione prima funicolare europea a servizio
  pubblico(collega il centro città con la terrazza
  della Croce Rossa)
• 1880 funicolare del Vesuvio prima italiana

33
Navigazione

• Robert Fulton realizza il primo battello a
  vapore, nel 1807, con una ruota a pale mossa da
  un motore costruito dallo stesso Watt con questa
  imbarcazione vengono percorse 150 miglia in 32
  ore (sei volte meno del tempo di navigazione a
  vela).

34
Navigazione

• 1837 Ericson applica al suo battello unelica
  sommersa sott'acqua.
• 1840 Isambard Brunel utilizza questo nuovo
  sistema di propulsione a elica costruisce un
  transatlantico e lo modifica applicandovi un
  motore a vapore che fa girare delle eliche
  sommerse

35
Bicicletta

• 1820 draisina(trave su ruote per avanzare
  seduti, con la spinta dei piedi a terra)
• 1853 Philipp Moritz Fisher bicicletta a cui
  applica cuscinetti a sfere
• 1877 biciclo da corsa(Renard)(i pedali azionano
  direttamente la ruota motrice, che deve quindi
  avere un grande diametro)
• 1880 si riscoprela moltiplica(già disegnata da
  Leonardo) e diminuisce il diametro della ruota
  motrice

36
Draisienne(1818)ruote in legno azionamento
mediante spinta dei piedi a terra
37
Hobbyhorse(1818)versione in ferro ed evoluzione
della draisina(compaiono i pedali)
38
Michaudina 1(1855)pedali applicati alla ruota
anteriore
39
Michaudina 2(1855)pedivelle a lunghezza
regolabile ruote a raggi di filo metallico
rivestimento dei cerchi in gomma piena
40
Michaudina 3 (1861)freno posteriore
41
Monociclo(1869)ruota con diametro di 2 m
scarso utilizzo
42
Biciclo Ariel (1870)pedali sulla ruota
notevole instabilità
43
Bicicletta a catena(1870-80)compare la
trasmissione
44
Bicicletto (1876)gomme piene molleggio
forcella anteriore
45
Bicicletta(industria)

• 1885 Bianchi
• Prinetti Stucchi

46
Automobile

• Motore
• Componenti
• Autoveicoli

47
Motore i precursori

• 1678 - Labate Jean dHautefuille costruisce una
  macchina che sfrutta lesplosione della polvere
  da sparo per generare una rarefazione al fine di
  aspirare le acque della Senna nei giardini di
  Luigi XIV
• 1682 - Lolandese Christian Huygens costruisce
  una macchina a polvere pirica nella quale
  unesplosione solleva uno stantuffo che,
  discendendo poi sotto lazione della pressione
  atmosferica, solleva dei pesi
• 1791 - Linglese John Barber propone e brevetta
  una specie di motore a turbina a gas dove due
  getti, uno di aria e laltro di gas, bruciano in
  una camera il getto dei gas combusti avrebbe
  dovuto investire e mettere in moto una ruota a
  palette. Non si hanno notizie di realizzazioni
• 1794 - Linglese Robert Street descrive una
  macchina a combustione interna con stantuffo e
  manovellismi
• 1801 - Il francese Philippe Lebon dHumbersine
  introduce luso del gas illuminante per
  lutilizzo con continuità in macchine motrici,
  inoltre propone la precompressione della carica
  prima della combustione

48
Motore i precursori

• 1820 - Linglese W. Cecil, in una memoria
  presentata alla Società Filosofica di Cambridge,
  dichiara di aver costruito e sperimentato una
  macchina atmosferica, funzionante a 16 giri al
  minuto e con un consumo di 0.48 mc di idrogeno
  allora.
• 1824 - Il francese Sadi Carnot pubblica il
  documento Riflessioni sul potere del calore di
  indurre il movimento
• 1833 - Linglese Wellman Wright deposita un
  brevetto di un motore in cui per la prima volta
  si menziona laccensione al punto morto superiore

49
Motore Barsanti e Matteucci

• 1843 - padre Eugenio Barsanti effettua le prime
  esperienze durante le sue lezioni di fisica al
  collegio S. Michele di Volterra sulla pistola di
  Volta
• 1853 - 5 giugno - Eugenio Barsanti e Felice
  Matteucci depositano alla segreteria
  dellaccademia dei Georgofili di Firenze un plico
  sigillato contenente un rapporto su alcuni nuovi
  esperimenti dei suddetti, il quale descriveva
  dettagliatamente il loro motore

50
Il motore di Barsanti e Matteucci

• Una miscela di aria e idrogeno veniva
  introdotta nel cilindro, tramite alcune valvole a
  cassettino, veniva accesa da una scintilla
  prodotta da un apparato elettromagnetico di
  Ruhmkorff, e la sua combustione provocava
  l'improvviso innalzamento dello stantuffo. In
  questa fase non si produceva lavoro utile, cioè
  lo stantuffo era libero di muoversi lungo la sua
  corsa ascendente e si impegnava con l'albero
  motore solo nella fase discendente, essendo il
  suo moto collegato tramite cremagliera e ruota
  matta. Una volta che lo stantuffo di trovava
  nella sua massima quota, si verificava che il
  prodotto della combustione condensasse
  rapidamente provocando una forte depressione nel
  cilindro. Quindi lo stantuffo veniva richiamato
  intensamente verso il basso, sia dalla differenza
  di pressione tra l'interno e l'esterno del
  cilindro, sia dal suo peso

51
Il motore di Barsanti e Matteucci sviluppi

• 1854 Barsanti e Matteucci ottennero il primo
  brevetto inglese (n. 1072
• 1856 - costruiscono un motore bicilindrico
  conforme al certificato inglese del 1854
• - Usato per trasmettere il movimento ad una
  forbice e ad un trapano (primo esempio di
  applicazione per lazionamento di macchine
  utensili)
• 1857 - scadenza del primo brevetto inglese e
  certificazione di un secondo (n. 1655) contenente
  due soluzioni costruttive
• - Motore a stantuffo ausiliario
• - Motore senza stantuffo ausiliario

52
Il motore di Barsanti e Matteucci sviluppi

• 1858 - ottengono lo stesso brevetto inglese anche
  in Francia
• costruito dalla fonderia di Vincenzo Calegari di
  Livorno un
• motore ad un solo cilindro dotato di due
  stantuffi principali contrapposti.
• cilindro orizzontale
• potenza 20 cv
• mai usato effettivamente
• La ditta Pietro Benini costruisce un altro motore
  a stantuffi contrapposti, avente però due
  cilindri
• il motore soddisfece Barsanti e Matteucci
• 1859 - costituzione della Società Anonima del
  Nuovo Motore Barsanti e Matteucci

53
Il motore sviluppi

• 1860 - il francese Jean Etienne Lenoir presenta a
  Parigi un motore a gas a doppio effetto con
  accensione elettrica con un rendimento del 4
  (1/3 del motore BM) Motore già costruito in
  precedenza da BM ma scartato per il basso
  rendimento
• 1863 - Barsanti e Matteucci fanno togliere i
  sigilli al plico depositato 10 anni primi con lo
  scopo di rivendicare la paternità dellinvenzione
• Prova totalmente ignorata dal governo francese
  non si deve guardare allinventore, bensì
  allinvenzione
• 1864 - 19 Aprile - morte di Eugenio Barsanti e
  fine del nuovo motore BM poco prima della
  produzione in serie presso la Società Anonima
  Cockerill di Searing in Belgio

54
1860 - il francese Beau de Rochas inventa il
ciclo a 4 tempi (aspirazione, compressione,
accensione, scarico)

• 1867 - i tedeschi Eugen Langen e Nikolaus August
  Otto realizzano un motore uguale a quello di BM
  con un rendimento del 12

Motore BM del 1856 secondo il brevetto inglese
del 1854
Motore Otto e Langen del 1867
55
Il Motore gli sviluppi

• 1873 - linglese George Brayton realizza un
  motore che permetteva la completa espansione dei
  gas fino alla pressione atmosferica
• 1876 - Otto e Langen realizzano un motore basato
  sul ciclo termodinamico a 4 tempi studiato da De
  Rochas e ne costruiscono 35.000 esemplari

56
Enrico Bernardi
1885 - costruisce un motore a 4 tempi denominato
Lauro monocilindro orizzontale alesaggio e
corsa 85 x 110 mm cilindrata 624,195 cc potenza
2,5 cv a 800 g/min distribuzione a valvole in
testa comandate da unaasta con bilanciere doppio
valvola daspirazione ad alzata
variabile dotato di filtro per benzina, aria
silenziatore allo scarico regolatore
centrifugo della velocità di rotazione
1882 - inventa il carburatore e realizza un
motore alimentato a benzina
57
Daimler e Maybach

• 1883 - Il tedesco Gottlied Daimler sostituisce la
  benzina al gas utilizzato nel motore Otto e
  Langen
• 1884 - Il tedesco Wilhelm Maybach inventa il
  primo radiatore con celle a nido dape
• 1884 - Il tedesco Wilhelm Maybach inventa il
  primo radiatore con celle a nido dape

58
Applicazione di Daimler (1886)

• prima automobile sperimentale di Daimler
• Motore a benzina
• 1 cilindro verticale
• potenza 1,5 cv
• velocità max 18 km/h

59
Applicazione di Benz(1886)

• Prima vettura di Benz(motore con cilindro
  orizzontale da 3 HP)
• velocità max 13 km/h

60
Motore altri sviluppi

• 1893 - Rudolf Diesel realizza il motore ad
  accensione spontanea(per effetto della
  compressione) che porta il suo nome
• - utilizzo di polvere di carbone
• (facilità di iniezione)
• 1894 nasce La locomotion automobile, prima
  rivista automobilistica, che contribuisce allo
  sviluppo dellauto
• 1896 - prima automobile di Henry Ford
• 1898 - Robert Bosch introduce il sistema rotante
  daccensione elettrica
• 1900 - Maybach realizza il primo motore con 4
  cilindri in linea da 35 cv che verrà montato
  sulla prima Mercedes
• 1927 - Bosh realizza la pompa meccanica che,
  impiegata nei motori Diesel, consente un
  rendimento del 24

61
Motori

• Lapprovvigionamento di gas è complicato, perciò
  nascono motori a petrolio, motori Diesel, motori
  a benzina

62
Componenti

• Molle
• Cuscinetti
• Ruote

63
Molle

• 1804 Obdiah Elliot balestre ellittiche(eliminano
  la cinghia di sospensione della cassa delle
  carrozze)

64
Cuscinetti

• 1802 Cardinet brevetta cuscinetti a sfere a rulli
  conici
• 1856 procedimento Bessemer per la produzione di
  acciaio materiale economico e resistente per
  cuscinetti
• 1869 ampia diffusione di cuscinetti ,
  particolarmente per velocipedi(Suriray è un
  costruttore ed innovatore)

65
Piattaforma a rulli del Cardinet(1802)
66
Cuscinetto a sfere del Suriray(1869)
67
Ruote

• Dallantichità ruote di legno, con o senza
  rivestimento di ferro
• XIX secolo tentativi di rivestimento deformabile

68
W. Thompson (Stonehaven 1822-Edinburgh 1873)

• brevetta uno pneumatico con copertone in cuoio
  rinforzato da un battistrada in gomma
  vulcanizzata e camera daria in tela gommata
  suddivisa in settori per salvaguardare il
  manufatto in caso di foratura.
• Il copertone era chiuso lungo la linea centrale
  da ribattini metallici.
• Linvenzione nota come ruota aerea non ebbe
  successo e lo pneumatico venne riscoperto solo
  nel 1888.

69
1882 ? T. B. Jeffery

• ideò (e brevettò nel 1882) un modello di
  pneumatico prevedeva la presenza di un cavo
  metallico annegato nella gomma, trazionato dopo
  linstallazione sul cerchione. In realtà tale
  invenzione è impropriamente chiamata pneumatico
  poiché non prevedeva alcun gonfiaggio, ma si
  ritiene importante in quanto è il primo esempio
  di rinforzo metallico ad una matrice di gomma,
  alla base dei pneumatici odierni.

70
1888 ? J. B. Dunlop

• Il veterinario scozzese John Boyd Dunlop nel
  1887, applicando alle ruote di legno del triciclo
  del figlio una camera daria al posto delle
  comuni strisce di gomma piena, reinventò lo
  pneumatico. Il modello di Dunlop era costituito
  da una camera daria in gomma di forma toroidale
  chiusa mediante saldatura, una copertura in tela
  (B) sormontata da uno spesso strato di gomma (A)
  incollato al cerchione (C) mediante adesivo e una
  valvola per il gonfiaggio (vengono comunemente
  paragonati a garden hoses, cioè tubi di gomma
  per lorto).

71
1889 ? pneumatico smontabile (Michelin)

• Infatti prima i pneumatici venivano incollati o
  comunque uniti in modo definitivo col cerchione
• perciò spesso si preferivano gomme piene ai
  pneumatici, per motivi di affidabilità.

72
1890 ? brevetto Bartlett (Clincher)

• Il brevetto di William Bartlett (UK) per
  lindustria Dunlop prevede limpiego di copertoni
  con sezione ad U montati su cerchi metallici
  ribordati. Vengono così introdotti i talloni
  (privi di rinforzi metallici) per garantire
  laggancio dello pneumatico al cerchio tramite
  accoppiamento di forma (assicurato dal
  gonfiaggio).

73
1890 ? pneumatico Welch

• Charles Welch (UK) introduce i cerchietti in filo
  di acciaio alle estremità del copertone.
  Successivamente anche A.T. Brown G.F. Stillman
  (negli USA) svilupperanno la stessa idea.

74
1891-92 ? evoluzione del Single Tube

• T. B. Jeffery rielabora lo pneumatico a tubo
  unico, cioè con camera e copertone integrati
  (odierno TUBELESS), inventato da Pardon
  Tillinghast negli USA e da I.W. Boothroyd in Gran
  Bretagna, con lapprovazione del Col. Albert Pope
  della Columbia Bicycles, per cerchi Clincker.

75
1892 ? Dunlop-Welch

• La Dunlop acquisisce il brevetto del pneumatico a
  cerchietti Welch e avvia la lo
  commercializzazione la configurazione rimarrà
  quasi inalterata sino ai giorni nostri.

76
Autoveicoli

• 1897 a Surenes(F) la Darracq, progenitrice
  dellALFA, poi Alfa Romeo, costruisce già 1000
  vetture/anno
• 1899 Fiat altre dieci aziende minori(fra cui
  la Società Anonima Officine meccaniche(OM))

77
Aerei

• 1877 Forlanini realizza lelicottero a
  vapore(prima macchina volante più pesante
  dellaria)

78
Enrico Forlanini(1848-1930)

• 1875 laurea in Ingegneria al Politecnico di
  Milano
• 1877 elicottero a 2 pale controrotanti(la
  maggiore con diamtro 2.80 m) si alza di 13 m
• 1897 sviluppo di due progetti con Cesare Dal
  Fabbro

79
Elicottero di Forlanini

• Agosto 1877 il professor Giuseppe Colombo, del
  Politecnico di Milano, organizzò una conferenza
  presso i Giardini Pubblici di Milano sugli
  aspetti teorici e pratici del problema della
  navigazione aerea. In questa occasione invitò
  Enrico Forlanini, un suo allievo, a una prova
  pratica di un suo apparecchietto a eliche mosso
  da una piccola e leggera macchina a vapore, il
  PRIMO ELICOTTERO, che si alzò fino a 13 metri con
  un volo di circa 20 secondi

80
Elicottero di Forlanini
81
Progetti di Forlanini con Dal Fabbro(1897)

• Idroplano (antenato dellaliscafo)(prime
  sperimentazioni nel 1903)
• Dirigibile semirigido Leonardo da Vinci(volerà
  nel 1909 e sarà seguito da altri sette)

82
Pompe (2 metà 800)

• Pompe prementi
• Pompe centrifughe
• Pompe a getto

83
Fontana a pompa(ca 1885)

• E costituita da un tubo d'aspirazione che pesca
  in un serbatoio. All'interno della tromba si
  trova uno stantuffo sulla cui asta è applicata la
  forza motrice. La risalita dello stantuffo crea
  una depressione, causando l'apertura della
  valvola alla base della tromba, che si riempie
  d'acqua.
• Durante la discesa dello stantuffo, la prima
  valvola si chiude e si apre quella ad esso
  collegata, consentendo il passaggio dell'acqua
  aspirata nella zona soprastante. Da tale zona,
  con il ripetersi delle azioni descritte, l 'acqua
  viene aspirata in un tubo, dotato di un deviatore
  che permette di incanalarla verso uno dei due
  imbuti di vetro, posti ad altezza differente, da
  cui ritorna successivamente nel serbatoio.

84
Pompa centrifuga(2 metà 800)
85
Macchine di sollevamento

• Ascensore Fraser (1800)
• Ascensore elettrico a due motori e un sistema di
  carrucole

86
Sistema di sicurezza montato su ascensore a
vapore

• Ascensore Otis (1852)

87
Ascensore ad acqua, modello Edoux, 1867

• Sistema a pistone idraulico e contrappesi per
  ridurre la forza del pistone
• alza fino a 21 m

88
Strumenti da disegno

• Matita del XIX secolo

89
Strumenti da disegno

• Matita del XIX secolo con punta tracciante
  scorrevole telescopicamente
• Firmata Robert Linzeler

90
Strumenti da disegno

• Matita del XIX secolo

91
Strumenti da disegno

• Compassi francesi del XIX secolo

92
Strumenti da disegno

• Balaustrino(compasso per tracciare cerchi di
  raggio molto piccolo) del XIX secolo

93
Strumenti da disegno

• Compassi italiani del XIX secolo
• Realizzazione di grande accuratezze ed eleganza

94
Strumenti da disegno

• Compasso di piccole dimensioni con tre tipi di
  punta intercambiabili(XIX secolo)

95
Strumenti da disegno

• Coppia di compassi a punte fisse
• Ciascun compasso ha le punte a sezione
  semicircolare sullinsieme delle due, a compasso
  chiuso, è ricavata una filettatura sulla quale si
  avvita il cappuccio

96
Strumenti da disegno

• Completo da disegnatore dellinizio del XIX
  secolo
• Contiene 11 pezzi, fra i quali, tiralinee,
  compassi, riga e compasso geometrico
• Custodia rivestita in pelle di pesce(molto in uso
  allepoca)

97
Strumenti da disegno

• Goniometro del XIX secolo

98
Strumenti da disegno

• Goniometro della fine del XIX secolo

99
Nascita della grande industria

• Caratteri generali
• esempi

100
Caratteri generali

• Nascono e crescono rapidamente numerose industrie
• Crescono gli investimenti
• Crescono gli utili
• Materiali più resistenti
• Macchine più efficienti
• Importazione di idee dallestero

101
Caratteri generali

• In passato era centrale luomo
• Ora è centrale il sistema(complesso di
  parti(macchine)) in grado di operare insieme(fra
  i primi fabbriche, impianti minerari, reti
  stradali, canali navigabili, telegrafo)

102
Sviluppo dei sistemi

• Fra 800 e 900 sviluppo dei sistemi di
  produzione(fabbriche), di trasporto(rete
  ferroviaria), di comunicazione(telegrafo)
• Due strutture fondamentali
• A) linea flusso continuo(processo produttivo
  industriale)
• B) rete (trasporti e comunicazioni)

103
Passaggio da produzione su commessa a produzione
in serie

• Prima metà 800 miglioramento della precisione
  basato soprattutto sullabilità personale di un
  piccolo numero di operai molto specializzati, con
  macchine utensili generali(lavorazione su
  commessa)
• Poi(soprattutto in USA) introduzione del
  concetto di intercambiabilità dei pezzi nel
  montaggio(inizialmente nellindustria delle
  armi) produzione di grandi numeri di pochi
  prodotti standard assemblati in linea

104
Importazione di idee dallestero

• Molti imprenditori compiono viaggi di studio in
  Francia, Belgio, Germania, Gran Bretagna, Stati
  Uniti (soprat. fra il 1880 e il 1890)
• Contatti con la realtà industriale di quei
  Paesi(metodi produttivi, organizzazione del
  lavoro, realizzazioni)
• Queste esperienze, portate in Italia,
  contribuiscono allo sviluppo industriale

105
Importazione di idee dallestero(esempi)

• G.B.Pirelli viaggia in Germania, Belgio, Francia
  a studiare lindustria della gomma(su spinta dei
  suoi professori Brioschi e Colombo che, nel 1872,
  lo aiutano a fondare la Pirelli)
• Alberto Riva subito dopo la laurea(1870) compie
  un tirocinio nello stabilimento Caspar Honegger
  in Svizzera lesperienza lo porta alla
  fondazione della Riva

106
Viaggio di G.B.Pirelli

• Giuseppe Colombo gli scrive di vedere e di
  imparare il più possibile in ogni ramo di
  industrie e, in particolare, di soffermarsi sulla
  produzione della gomma, per trasferire in Italia
  le esperienze fatte allestero

107
Esempi di industrie

• Badoni(fine XVIII secolo)
• Breda, Falck (1840)
• Riva Calzoni(1861)
• Tecnomasio Italiano Brown Boveri(1863)
• Filotecnica Salmoiraghi(1875)
• Franco Tosi(1876)
• Pomini(1886)
• Borletti(1895)

108
Esempio di disegno dellindustria
109
Badoni (fine XVIII secolo) costruzioni metalliche

• teleferica trasporto persone(Esposizione Int. di
  Torino-1911-), monorotaia alla Mostra
  Marinara-Genova-1914, tettoie primo edificio
  multipiano a struttura metallica(Palazzo
  Feltrinelli)(1935)
• Stazione Centrale di Milano-1928-30,
• impianto siderurgico dellOrinoco, copertura
  aeroporto di Fiumicino, strutture stazione di
  Porta Garibaldi a Milano)
• - Cenni storici Antonio Badoni s.d.

110
Breda(1840) costruzioni meccaniche generali e
mezzi di trasporto

• Criteri innovativi di organizzazione del
  lavoro(dal 1890 )(cottimo industriale, selezione
  del personale, controllo scientifico delle
  lavorazioni)
• Riorganizzazione(1899) sulla base di un viaggio
  in America di alcuni tecnici
• Nascita Istituto Scientifico Ernesto Breda(1917)
  per la ricerca applicata allindustria
• Elettrotreno aerodinamico(1936)
• Locomotive elettriche, macchine movimento terra,
  impianti termici e petroliferi, armi leggere,
  macchine agricole, frigoriferi(anni 50-60)
• aa.vv. La Breda 1886-1986 A.Pizzi 1986

111
Riva Calzoni(1861) turbine idrauliche e pompe

• 1885 prima turbina prodotta
• 1903 millesima turbina prodotta
• Turbine Pelton(deviatore a getto-1908-,
  introduttore rettilineo-1947-riflettore
  idraulico-1960-)
• Turbine Francis(rendimenti del 94-1948)
• Turbine Kaplan (introdotte in Italia-1925-,
  sistema di regolazione delle pale-1957-,gruppi
  idroelettrici a bulbo di grandi
  dimensioni-1961-prima turbina da 103.000 kW-1965)
• Primi robot azionati da computer(1975)
• G.Ucelli La Riva in cento anni di lavoro
  1861-1961 1961, C.Sicola 125 anni per
  lenergia 1986

112
Filotecnica Salmoiraghi (1875) meccanica di
precisione e strumenti topografici

• Strumentazione per aeronautica per volo
  strumentale (o scientifico)(anni Venti)
• Innovazione dalla collaborazione con gruppi
  tedeschi americani e giapponesi
• A.Selvini La Filotecnica Salmoiraghi
  centoventanni di storia Boll. Soc. It. Topogr.
  e Fotogramm. 2(1986)

113
Franco Tosi (1876) energia

• Motori Diesel(1907) progettati con metodi
  innovativi(consulenza di Stephen Timoshenko)
  (studio vibrazioni torsionali)
• Pompa di iniezione innovativa(insufflazione di
  aria e nafta polverizzata mediante compressore)
• Turbine industriali (anni Trenta-Quaranta)
• Propulsione navale con Diesel a turbina a gas in
  parallelo)
• Giunto invertitore(per la retromarcia delle navi)
• G.Alvarez Quelli della Tosi. Storia di
  unazienda Scheiwiller 1985, P. Macchione Loro
  ed il ferro. Quelli della Tosi Franco
  Angeli1987

114
Pomini(1886) trasmissioni meccaniche

• Sistema di smorzamento delle vibrazioni sui
  sommergibili(1922)(riconoscimento dal Governo
  inglese)
• Giunti disinnestabili Pomini Intrepido sui
  sommergibili italiani
• Due figli del fondatore svolgono esperienze
  allestero, uno in Germania e laltro, Ottorino,
  in Inghilterra questo diventerà professore di
  Costruzioni meccaniche al Politecnico di Milano
• L.Pomini Gli ottantanni di vita di unAzienda
  XV Congresso dellAssociazione Nazionale di
  Meccanica 1968

115
Borletti(1895) meccanica di precisione e
strumentazione

• Sveglie automatiche(1895)
• Valvole metalliche per pneumatici(1921)
• Tachigrafi magnetici(1933)
• Motori a molla per fonografi(1935)
• Anemometri per aeronautica e marina(1937)
• Centrali di puntamento e tiro(1939)
• Macchine per cucire(1947)
• Tachimedium, strumento per la misura della
  velocità media dei veicoli(1950)
• Tachimetro luminoso(1951)
• Sveglia da polso(1965)
• Condizionatori daria per veicoli(1966)
• Registratori di cassa (1977)

116
Insegnamento

• 1794 Conservatoire National des Arts et
  Metiers museo in cui le macchine erano
  dimostrate praticamente (dal 1819 corsi rivolti a
  tecnici ed operai)
• 1811 Napoli prima facoltà italiana di
  ingegneria
• 1821 Politecnico di Berlino
• 1825 Politecnico di Kralsruhe
• 1829 Politecnici di Monaco e Stoccarda, Ecole
  National des Arts et Manifactures (Parigi)
• 1831 Politecnico di Hannover
• 1838 Società di Incoraggiamento Arti e Mestieri
  di Milano
• 1857 Università di Pavia Scienza della
  costruzione delle macchine
• 1863 Politecnico di Milano
• 1871 la Società di Incoraggiamento fonda la
  Scuola di Disegno di Macchine

117
Istruzione scientifico-tecnica

• Vista come una delle maggiori fonti di progresso
  dagli intellettuali e dagli imprenditori
• Viaggi di istruzione allestero
• Trasmissione di informazioni mediante riviste
  tecniche
• Attuazione dei progetti mediante istituzioni

118
Riviste tecniche

• Ape delle cognizioni utili
• Il Politecnico
• Il Giornale dellingegnere, architetto ed agronomo

119
Istituzioni attive nellattuazione di progetti

• Società di Incoraggiamento Arti e Mestieri
• Istituto Lombardo Accademia di Scienze e Lettere

120
Fermento intellettuale(ca 1830)

• Porta gli intellettuali ad essere più attenti a
  ciò che avviene in Europa ed a considerare
  lingegno un fattore economico pari ai capitali ,
  al lavoro, alle infrastrutture

121
Politecnici

• I Politecnici sorgono autonomamente, come
  risposta polemica al pregiudizio della
  supremazia della scienza pura sulle scienze
  applicate
• Fondato da docenti ed imprenditori, sulla base di
  analoghe scuole europee
• La struttura dei Politecnici, inoltre, consente
  un più immediato scambio con il mondo produttivo
• Scambi immediati fra Politecnico ed imprese

122
Legge Casati(1859)

• Cultura classica(art. 188) ammaestrare i
  giovani in quegli studi mediante i quali si
  acquista una cultura letteraria e filosofica che
  apre ladito agli studi speciali che menano al
  conseguimento dei gradi accademici nelle
  Università dello Stato
• Cultura tecnica(art. 272) dare ai giovani che
  intendono dedicarsi a determinate carriere del
  pubblico servizio, alle industrie e alle condotte
  delle cose agrarie, la conveniente cultura
  generale e speciale

123
Legge Casati(1859)

• Contempla listituzione a Milano del Regio
  Istituto Tecnico Superiore
• Nel dibattito che ne segue emerge la necessità
  che, accanto allingegnere civile, siano presenti
  figure di ingegnere industriale

124
Politecnico di Milano

• Nasce il 29.11.1863 per opera di Francesco
  Brioschi(uomo politico, matematico e già Rettore
  dellUniversità di Pavia)
• Si ispira ai modelli di Politecnici di area
  svizzero-tedesca
• Mira alla promozione di una cultura
  scientifico-tecnica volta allo sviluppo del Paese

125
Scambi fra Politecnico ed imprese

• I laureati vanno a lavorare nelle imprese
  portano cultura, progettualità e ne fondano di
  nuove
• Molti docenti collaborano con la imprese
• Molti ingegneri collaborano alla didattica del
  Politecnico, apportano competenze professionali
• Molte imprese finanziano laboratori del
  Politecnico
• Molti laboratori del Politecnico compiono
  verifiche, prove, tarature per conto di aziende

126
Elaborato di allievi del XIX secolo
127
Finanziamenti al Politecnico da parte delle
imprese

• Eugenio Cantoni(cotoniere) donazione per un
  corso di economia industriale
• Carlo Erba (1886) dona 400.000 per
  lIstituzione Elettrotecnica Carlo Erba
• Gruppo di industriali lombardi(1893) fondano il
  Laboratorio di Meccanica Industriale, sul modello
  di quelli americani

128
Laureati illustri Gian Battista Pirelli

• Laurea 1870
• Fondatore dellindustria omonima
• Nel 1870, preoccupato per limportanza che andava
  prendendo la recente industria per la
  fabbricazione degli oggetti di caoutchouc, non
  ancora praticata in Italia, formai il pensiero di
  dedicarmi allo studio di essa e di ricercare i
  mezzi onde stabilirla a Milano
• (dalla domanda per il concorso al premio
  Brambilla, 1876)

129
Laureati illustri Alberto Riva

• Laurea 1870
• Fondatore, con Ernesto Galimberti e Rodolfo
  Rusca, della Riva Calzoni
• Per avviare lOfficina alla costruzione di una
  specialità, data la ricchezza delle forze
  idrauliche del Paese, si prescelse come più
  indicata quella di motori idraulici e in modo
  particolare delle turbine
• (dalla domanda per il concorso al premio
  Brambilla, 1893)

130
Laureati illustri Angelo Salmoiraghi

• Laurea 1870
• Fondatore dellazienda omonima
• E soltanto opera del genio lintuire la verità,
  sentirne lesistenza è opera di tutta la scienza
  laffermarla
• (dalla relazione alla Deputazione provinciale di
  Milano, per lEsposizione universale di Vienna
  sullindustria meccanica di precisione e
  sullottica 1875)

131
Laureati illustri Enrico Forlanini

• Laurea 1875
• Progettista di dirigibili e dellelicottero che
  porta il suo nome(primo più pesante dellaria a
  sollevarsi)
• Si direbbe che il Creatore, facendoci dono
  dellatmosfera terrestre, abbia voluto prepararci
  una scala per salire al Cielo degli astri
• (dalla relazione al Congresso aeronautico di
  Roma, 1927)

132
Laureati illustri Ottorino Pomini

• Laurea 1886
• Figlio del fondatore dellazienda omonima,
  progettista ed inventore nel campo degli organi
  di trasmissione
• Docente al Politecnico di Milano

133
Laureati illustri Augusto Stigler

• Laurea 1884
• Dirigente dellindustria omonima di ascensori
• Per incoraggiare i giovani operai a frequentare
  le lezioni della Scuola dIncoraggiamento, ho
  istituito dei premi di varia gradazione in denaro
  per coloro i quali a quella scuola ottengono
  distinzioni
• (dalla domanda presentata per il concrso al
  premio Brambilla, 1895)

134
Laureati illustri Gino Turrinelli

• Laurea 1897
• Fondatore e dirigente dellazienda omonima,
  costruttrice di autoveicoli elettrici

135
Politecnico di Milano

• U.Allegretti Lopera degli ex-Allievi del
  Politecnico di Milano 1914
• F.Lori Storia del R.Politecnico Cordani 1941
• aa.vv. Il Centenario del Politecnico di Milano
  1963
• aa.vv. Il Politecnico di Milano 1863-1914
  Catalogo della Mostra, Electa 1981
• Aa.vv. 125.mo del Politecnico di Milano2
  catalogo della Mostra CLUP 1988
• Aa.vv. Annuario dellAssociazione Laureati del
  Politecnico di Milano 1992
• Aa.vv. Dal Politecnico di Milano protagonisti e
  grandi progetti Associazione Laureati 2002

136
Nascita delleditoria scientifico-tecnica

• Ulrico Hoepli(1847-1945) svizzero, nel 1870 si
  stabilisce a Milano dove apre una libreria e la
  casa editrice omonima, specializzata nella
  manualistica e nelle edizioni scientifico-tecniche
  
• Vallardi, Bernardini, Trevesaltri editori attivi
  nella manualistica

137
Sviluppo dellassociazionismo scientifico-tecnico
primi passi

• Mondo greco e romano associazioni di artisti e
  poeti
• Rinascimento. Conversazioni fra dotti
• Collegio degli Ingegneri di Milano 1563
• Secoli XVI-XVII altri Collegi, ispirati a quello
  di Milano
• 1690 Arcadia(accademia letteraria)
• 1797 Istituto Lombardo Accademia di Scienze e
  Lettere

138
Associazionismo come corrente filosofica

• Associazionisti affermano che tutti i
  fondamenti della scienza, come pure le idee
  possono essere composti, cioè risultanti dalla
  combinazione di più idee semplici
• Base empirica anche i principi del ragionamento
  derivano da aggregazioni precedenti, formatesi in
  seguito allesperienza

139
Sviluppo dellassociazionismo scientifico-tecnico
la FAST

• FAST(Federazione delle Associazioni Scientifiche
  e Tecniche) nasce nel 1897
• In quellanno avvengono importanti avvenimenti
• Thompson e Wien scoprono lelettrone libero
• Maria Curie individua il radio partendo
  dalluranio
• Marconi realizza la prima trasmissione senza fili

140
Sviluppo dellassociazionismo scientifico-tecnico
la FAST

• Fondatori della FAST Giovanni Battista Pirelli,
  Giuseppe Colombo, Cesare Saldini
• Prima sede Palazzo Spinola via S.Paolo
• Società fondatrici Collegio Ingegneri e
  Architetti(1563), Società Chimica(18959,
  Associazione Elettrotecnica(1896), Reale Società
  di Igiene(1878)

141
Motto della FAST

• Concordia parvae res crescunt
• Secondo Sallustio, così dice il re di Mauretania
  lasciando il regno in eredità ai figli ed ai
  figliastri
• Può essere assunto come concetto base
  dellassociazionismo