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Le Origini - GETTANDO ACQUA SUL FUOCO. STORIA DELLE STAZIONI DI POMPAGGIO

Autore Gianfranco Rocchi | Chief Communication Officer | 15 Ottobre 2021 |

* in copertina: tratto dal calendario Mozzanica 2021 – Ctesibius (a sinistra) studia il suono prodotto dalle colonne d'aria in corrispondenza di diverse lunghezze, incisione del 1547.

Le stazioni di pompaggio antincendio sono una parte essenziale della maggior parte dei sistemi di protezione antincendio, poiché consentono impianti più performanti, edifici più alti, tubazioni più piccole a pressioni e portate relativamente più elevate, etc..

Esistono, essenzialmente, due principi pompaggio dell'acqua, centrifugo e volumetrico. Il primo utilizza delle forze centrifughe per spingere e accelerare l'acqua mentre il secondo cattura una quantità selezionata di liquido, un volume definito, e tramite un processo meccanico lo sposta.

Questo avviene sia secondo un meccanismo alternativo, come ad esempio nelle pompe a stantuffo, o rotativo, come le pompe a lobi, in cui questi catturano volumi definiti d’acqua e la spostano attraverso la camera della pompa.

 

lo spartiacque medioevale

L'uomo usa pompe di qualche tipo da molte migliaia di anni. Una "pompa", la noria, fu utilizzata sicuramente dagli antichi egizi intorno al 2000 a.C.. L’uso di un dispositivo per spruzzare acqua su un fuoco, chiamato lancia antincendio, assieme ad altre pompe a mano è registrato da prima che Ctesibius di Alessandria inventasse la prima vera pompa, intorno al secondo secolo a.C. e che la usasse, tra i suoi scopi primari, a fini antincendio.

Un altro esempio di pompa, anch’essa usata forse per lo spegnimento di un incendio, è menzionata da Erone di Alessandria e si trattava di una pompa alternativa1.

Plinio menziona anche l'uso di pompe analoghe nell'antica Roma. In epoca bizantina e medioevale, le pompe a pistoni furono, in seguito, usate come lanciafiamme che le navi greche per spruzzare il fuoco greco.

 

Come abbiamo già trattato in precedenti articoli di questa collana, però, non si registrano evoluzioni teoriche sostanziali nell’idraulica tra l’epoca degli ultimi esponenti della scuola alessandrina, in particolare dai contributi di Erone, nel 200 a.C. ed il XVI° secolo.

 

il rinascimento idraulico

I primi esperimenti per produrre il vuoto erano stati proposti solo nel 1631, da Reneri di Leida in una corrispondenza con Cartesio ma il primo vero e proprio esperimento registrato per produrre il vuoto sembra aver avuto luogo solo intorno agli anni ’40 del Seicento, con gli esperimenti di Gasparo Berti, Vincenzo Viviani e di Evangelista Torricelli. In particolare gli esperimenti torricelliani convinsero la maggior parte degli studiosi dell'epoca che era stato creato il vuoto2.

Si trattava di un argomento di cui era saggio, all’epoca, parlare con circospezione.

Allora, infatti, la filosofia naturale era ancora dominata dalle idee di Aristotele, successivamente reinterpretate dalla Scolastica al fine di renderle compatibili con i dogmi della fede cristiana.

Nella sua Fisica, “il maestro di coloro che sanno”, come lo ebbe a definire Dante, incontratolo nel IV canto dell’Inferno, aveva sostenuto che affermare l'esistenza del vuoto - come aveva fatto Democrito - rappresentava un'infrazione del principio di non contraddizione. Per Aristotele il nostro mondo era composto dai quattro elementi - fuoco, aria, terra e acqua – ciascuno con un suo luogo naturale in cui non avevano peso e dal quale ciascuno poteva essere spostato solo forzandolo, ed al quale sarebbe spontaneamente ritornato una volta eliminata la forza che aveva generato il movimento: il moto naturale della terra e dell’acqua sarebbe stato verso il basso, mentre quello dell’aria e del fuoco, verso l’alto3.

Secondo Aristotele quindi, il continuo ritorno degli elementi, spostati dal loro luogo naturale, dimostrerebbe senza dubbio che la natura rifugge il vuoto e perciò lo riempie costantemente. Questo concetto, che passò alla storia come horror vacui, dominò, come abbiamo accennato, il pensiero filosofico ed anche il primo pensiero scientifico.

La teoria dei "luoghi naturali" non si limitava a conseguenze fisiche nella teoria aristotelica. Serviva a dimostrare l’unicità del mondo: se ogni

elemento tende naturalmente alla sua sfera, nel globo sublunare devono essersi concentrate tutta la terra, l’acqua, l’aria, il fuoco a disposizione dell’universo; non avanza quindi alcun residuo di tali elementi per formare altri mondi.

Mettere in discussione queste fondamenta, come la Storia su sarebbe riservata di dimostrare, equivaleva a mettere in discussione i dogmi religiosi4.

Galileo Galilei, artefice di questo primo assalto al sapere aristotelico, ben sapeva che avventurarsi su questo terreno sarebbe stato pericoloso. Lo testimonia il passo del suo Dialogo sopra i due massimi sistemi del mondo tolemaico e copernicano, proprio a proposito della caduta dei gravi, in cui fa ribattere da Simplicio, nomen omen, difensore della verità aristotelica contro le confutazioni scientifiche di Salviati, dietro cui si cela Galileo stesso:

 

Di grazia, signor Salviati parlate con piú rispetto d'Aristotile. Ed a chi potrete voi persuader già mai che quello che è stato il primo, unico ed ammirabile esplicator della forma silogistica, della dimostrazione, de gli elenchi, de i modi di conoscere i sofismi, i paralogismi, ed in somma di tutta la logica, equivocasse poi sí gravemente in suppor per noto quello che è in quistione? Signori, bisogna prima intenderlo perfettamente, e poi provarsi a volerlo impugnare.

 

Galileo dimostrò scientificamente che l’assunto aristotelico, basato sulla teoria dei "luoghi naturali", secondo cui più un corpo è pesante, più grande dovrà essere la sua velocità di caduta, era errato.

Se si fosse fermato lì, la Congregazione dell'Inquisizione avrebbe, forse, potuto chiudere un occhio. Ma come appare nella denuncia che il frate domenicano Tommaso Caccini, suo primo accusatore, sporge, si spinse ad affermare che.

 

"La terra secondo sé tutta si muove, etiam di moto diurno e il sole è immobile"

 

e sappiamo come è andata a finire5.

Lo sapeva bene anche suo allievo Evangelista Torricelli, quando diede un’altra spallata alla dottrina aristotelica.

Nell’interpretazione del filosofo greco l'aria non pesava, né esercitava pressione.

Gli esperimenti di Torricelli, confermati pochi anni dopo, nel 1647, Blaise Pascal e Otto von Guericke, dimostrarono, inconfutabilmente, il contrario6.

Nel ventennio successivo altri esperimenti spinsero avanti la frontiera della conoscenza pneumatica. Alla soglia degli anni ’60, in Inghilterra, fu realizzata una pompa migliorata figlia della fortunata collaborazione tra due giganti della scienza; il dispositivo fu infatti progettato da Robert Boyle e costruito da Robert Hooke.

Altri miglioramenti furono apportati alla pompa a pistone nei successivi duecento anni, ma il design di base rimase lo stesso ed anche le prestazioni non progredirono particolarmente.

 

► scopri di più: STAZIONI DI POMPAGGIO MOZZANICA

 

antincendio nell’evo moderno

La pompa antincendio dovette essere reinventata in Europa durante il sedicesimo secolo: sebbene

mancasse ancora una comprensione fine dei principi che governavano la pneumatica, il primo carro antincendio dotato di una pompa fece sua comparsa nel 1578 in Francia, quindi perfezionato in Germania e adottato dal Comune di Augusta nel 1518 e a Norimberga nel 1657.

Un libro di invenzioni del 1655 parla di una pompa utilizzata per "alzare una colonna d'acqua di 12 metri", senza specificare se si trattasse di un dispositivo portatile o semovente.

Molte delle prime pompe, tuttavia, "zampillavano" acqua, invece di spruzzarla ed era estremamente difficile generare una pressione sufficiente per spruzzare acqua in quantità e distanza sufficienti, rendendole pressoché inutili ai fini antincendio.

Il 6 luglio 1652, i vigili del fuoco di Amsterdam tentarono invano di salvare il Municipio della Città Vecchia in Piazza Dam. Furono impiegati tutti i metodi antincendio contemporanei: secchi d'acqua, lunghi pali per abbattere muri in fiamme e teloni bagnati da gettare sugli edifici vicini. Non bastò. Il fuoco si diffuse così rapidamente che non rimase altro che una torre fumante. La scena fu immortalata in dipinti e disegni di artisti del calibro di Rembrandt, Aert van der Neer e Jan Beerstraten. Jan van der Heyden, che diventerà un celebre paesaggista i cui dipinti sono oggi ospitati tra l’altro nelle gallerie del Louvre, aveva 15 anni quando fu testimone dell'incendio del municipio e anche lui, come gli altri artisti, immortalò la scena in schizzi e dipinti. Ma l'evento non fu solo un’ispirazione artistica ma anche ingegneristica, al punto che, diversi anni dopo, inventò la prima pompa antincendio realmente efficiente. I "motori antincendio" ai tempi di Van der Heyden erano vasche ingombranti in cui l'acqua doveva essere collocata manualmente e quindi pompata e spruzzata da un ugello rotante a collo d'oca. Data la loro scarsa gittata questi apparati dovevano essere posizionati pericolosamente vicino al fuoco. L’innovazione di Van der Heyden fu quella di realizzare un dispositivo leggero e mobile, dotato di tubi flessibili sia per l'alimentazione che per l’erogazione dell'acqua. Intorno al 1673 Jan van der Heyden e suo figlio cucirono insieme tubi di pelle in lunghezze di 15 metri circa. Queste prime manichette permisero di avvicinarsi al fuoco, mirare e sparare il flusso d'acqua esattamente dove desiderato. Non si trattò solo di un esercizio di design. Quest’invenzione rese Van der Heyden un uomo molto ricco7. Vendette i suoi “motori” a personaggi come Pietro il Grande e Guglielmo d'Orange, il quale portò con sé alcuni “motori” così equipaggiati, in Inghilterra nel 1672.

Seguirono altre innovazioni incrementali, come quella di Sir Samuel Moreland, accademico, diplomatico, spia, inventore e matematico inglese, che nel 1675 brevettò la pompa a stantuffo compatta, in grado di sollevare grandi quantità d'acqua con una proporzione di forza molto inferiore alle alternative contemporanee. Il pistone aveva un sigillo in pelle e la pompa di Moreland potrebbe essere stata la prima ad utilizzare un'asta del pistone e un premistoppa (inserito in un cilindro) per spostare l'acqua.

Tuttavia, dopo cent’anni di risveglio tecnologico, la curva dell’innovazione tornò ad appiattirsi.

 

ci vuole una spinta

Il motore di Van der Heyden fu la base per la tecnologia antincendio fino all'invenzione del motore a vapore quasi 200 anni dopo8.

La ragione principale di un così lungo rallentamento dell’evoluzione tecnologica era la mancanza di una fonte di forza motrice sufficiente per muovere altri tipi di dispositivi. La maggior parte delle fonti di energia fino a quel momento - mulini a vento, ruote idrauliche e lavoro muscolare - erano inferiori a circa 7,5 kilowatt (10 cavalli) .

Fu solo nel 1708, oltre 40 anni dopo il Grande Incendio di Londra, che la Camera dei Comuni Inglese approvò il Parish Pump Act che ordinava che ogni parrocchia (a Londra) dovesse tenere una pompa dell'acqua e uomini designati per aiutare a spegnere gli incendi.

L’impulso legislativo spinse molti a progettare nuove pompe antincendio.

Quattro anni prima di questo atto normativo, proprio in Inghilterra, Francis Hauksbee, talentuoso costruttore di strumenti scientifici e sperimentatore creativo, costruì una pompa a due cilindri in cui i pistoni erano collegati ad un bilanciere. Questa pompa era in grado di raggiungere una depressione di 0,0025 atmosfere in due minuti.

Poi, nel 1712 un produttore di bottoni di perle a Londra inglese con il pallino dell’idraulica, elaborò un progetto efficace. Richard Newsham, questo il suo nome, nel 1725 e nel 1735 ottenne due brevetti a tutela del progetto delle sue pompe, chiaramente ispirata ai “motori” di Van Der Heyden.

Anche le prime pompe antincendio di Newsham erano, però, poco più che vasche d’acqua, che venivano riempite a mano con dei secchi, dalle quali pescavano due pistoni attaccati a due grandi maniglie. Niente di concettualmente molto diverso dall’antilia di Ctesibio di Alessandria, di quasi duemila anni prima. L'elemento chiave del design di Newsham, però, era il "gimble", un meccanismo a catena che consentiva ai pistoni di rimanere verticali durante il pompaggio. Ciò ha reso la pompa molto più potente di altri modelli.

Nel 1720 Newsham costruì una pompa manuale che poteva pompare 400 litri al minuto, in un flusso continuo a fiamme a oltre 40 metri di distanza!

Richard Newsham brevettò il suo "nuovo motore ad acqua per l'estinzione dei fuochi" nel 1721 e continuò a progettare ulteriori attrezzature antincendio fino alla sua morte.

Il suo famoso motore n. 5 a propulsione umana erogava 600 litri d'acqua al minuto ad un'altezza di 50 metri, ed era presumibilmente in grado di rompere le finestre ai piani superiori delle case9. Questo design ha costituito la base per la progettazione della pompa per molti anni a venire.

Quando Richard Newsham morì nel 1743, passò la sua azienda al figlio Lawrence e quando morì anche lui, sua moglie unì le forze con suo cugino George Ragg, proseguendo l’attività di famiglia con estremo successo. Si trattava di macchine così resistenti che le pompe Newsham & Ragg erano ancora in uso alla fine degli anni '30 del XX° secolo.

Il successo, naturalmente, attirò l’attenzione di altri costruttori. Uno di questi, John Bristow di Londra, nel 1793, iniziò a produrre pompe su progetto di Newsham, su ordine della Royal Exchange Assurance, compagnia specializzata nell'assicurazione contro gli incendi, che forniva attrezzature antincendio a parrocchie, importanti edifici industriali e case signorili.

La pompa di Newsham non tardò a varcare l’oceano, conquistando gli Stati Uniti10.

Tra le aziende europee che raccolsero il testimone di Newsham c’è sicuramente quella fondata intorno al 1690 Nathaniel Hadley, che allora in Cross Street a Londra produceva, tra le altre cose, pompe e dispositivi antincendio. L'attività crebbe e la prima fabbrica di autopompe di Hadley fu costruita nel 1738 all'angolo tra Bow Street e Long Acre e si dedicò alla produzione di motori manuali e manichette in pelle. Per un periodo l'azienda si chiamò "Hadley - Simpkin", dal nome di un maestro idraulico che inventò la pompa antincendio installata. Nel 1791 Henry Lott entrò a far parte dell'azienda che diventò "Hadley, Simpkin and Lott". Ad un certo punto Lott prese il pieno controllo della compagnia e quando andò in pensione la cedette per matrimonio a suo nipote, Moses Merryweather, che aveva fatto l'apprendista nel 1807. Merryweather aveva tre figli che si unirono all'azienda nella seconda metà del 19° secolo; da allora l'azienda rimase nota come "Costruttori di autopompe per nomina di Sua Maestà il Re, Merryweather and Sons". Il successo fu mondiale; nel 1913 le sue macchine venivano utilizzate in tutto il Regno Unito, in Sud Africa, Australia, Nuova Zelanda, Birmania, Egitto, India, Singapore e Cina11. I musei dei vigili del fuoco odierni spesso ospitano mezzi usciti dalle fabbriche Merryweather & Sons, accanto alle prime Newsham. I mezzi della Merryweather & Sons erano generalmente equipaggiati con le loro pompe dell'acqua alternative "Hatfield", a tre cilindri brevettate, azionate dal motore attraverso una frizione e un albero di trasmissione12.

Il salto quantico che questo tipo di pompe, efficaci e facilmente trasportabili, fecero fare al controllo degli incendi permise alle città di crescere in dimensioni, assecondando le spinte della rivoluzione industriale.

Vedremo tra poco cosa questo ha comportato; prima però dobbiamo mettere in grandangolo ed osservare l’evoluzione delle stazioni di pompaggio da un’altra prospettiva.

 

► scopri di più: STAZIONI DI POMPAGGIO MOZZANICA

 

il problema dell’efficienza

Questa storia si incrocia con altre, già raccontate in questa collana. In particolare, le stazioni di pompaggio odierne sono il terminale di un percorso che dai secchi passati mano a mano verso gli incendi si è evoluto attraverso le pompe trasportabili ed i "motori" come quelli di Newsham ma anche dell'esperienza della distribuzione idrica, sia a scopo antincendio sia per altri usi civili. Ci sembra quindi particolarmente utile ritornare brevemente alla storia, già affrontata nell'articolo dedicato alla storia degli idranti e svilupparla ulteriormente.

Il primo sistema di approvvigionamento idrico municipale in America fu costruito a Boston, nel Massachusetts, nel 1652. Una serie di tubi di legno veniva utilizzata per convogliare l'acqua da una vicina sorgente a un serbatoio centrale. Mentre alla fine del 1700, i motori a vapore pompavano acqua nella maggior parte delle città europee13, il primo impianto che impiegava un sistema di pompaggio dell'acqua oltreoceano fu installato a Bethlehem, in Pennsylvania nel 1755. L'acqua veniva stoccata in una torre d’accumulo attraverso tubi di legno di abete14 per poi essere distribuita. Nel 1800, circa 15 città americane avevano sistemi di approvvigionamento idrico. Idranti antincendio primitivi, installati su una rete pubblica, in America iniziarono a comparire negli anni ‘30 e ‘40 dell’ottocento. Prima di allora, su entrambe le sponde dell’Atlantico, le città maggiormente infrastrutturate avevano dei tubi dell'acqua in legno, con spine a tappare dei fori, ad intervalli, che potevano essere rimosse, per ottenere acqua a scopo antincendio. Proprio alla più emblematica di queste storie torniamo per capire quali sfide dovevano affrontare i sistemi di distribuzione idrica.

Entro il 1811, era chiaro al Comitato Irrigazione, ai Consiglio Comunale di Philadelphia e ai cittadini che utilizzavano l'acqua fornita dal Centre Square Works che questo sistema non sarebbe stato in grado di soddisfare le future esigenze idriche della città. Nell'ottobre di quell'anno, il Watering Committee incaricò Frederick Graff, allora capo ingegnere e nostra vecchia conoscenza (cfr . Collana Le Origini - Storia degli idranti), e John Davis, che era stato il primo capo ingegnere del sistema idrico, di esaminare altre opzioni attraverso le quali la città potesse acquisire un sistema più affidabile e abbondante di riserva idrica. A dicembre, Graff e Davis hanno terminato il loro rapporto, che ha fornito al Comitato cinque alternative, tra le quali ne suggerivano una in particolare (e che alla fine fu adottata): costruire un nuovo acquedotto a circa un miglio a monte della presa di Chestnut Street dello Schuylkill Water Works, ai piedi del Faire Mount. Lì una stazione di pompaggio con due motori a vapore sarebbe stata più affidabile, con un motore in supporto all'altro. In cima alla collina proposero di costruire un grande serbatoio che potesse contenere oltre 11 milioni di litri, un grande miglioramento rispetto ai serbatoi di legno precedenti, che contenevano meno di 70 mila litri. Alcuni critici previdenti suggerirono di utilizzare la forza idrica dello Schuylkill per pompare acqua nei bacini idrici piuttosto che fare affidamento sui motori a vapore, che fu esattamente ciò a cui la città fece ricorso otto anni dopo. Ma nel frattempo, Graff e Davis avevano ricevuto ampio sostegno per i loro progetti basati sul vapore. Il progetto fu approvato. La nuova opera idrica si dimostrò più affidabile e servì ad aumentare notevolmente l'approvvigionamento, ma, e questo è particolarmente interessante per il nostro discorso, era ancora afflitta da diversi problemi. Uno era il sistema di tubi di distribuzione in legno. Oltre alle perdite in molti giunti (dove i tronchi erano uniti e fissati con una fascia di ferro), Graff ammise che l'attrito in questi tubi era stato sottovalutato e anche i molti angoli retti, nel sistema di distribuzione, rallentavano il flusso dell'acqua. Come soluzione a questo problema, il Comitato per l'irrigazione decise nel 1818 di posare solo tubi di ferro per le condutture nuove e sostitutive. Nel corso dei tre decenni successivi furono posati nuovi tubi in ghisa e sostituiti vecchi tubi in legno fino a quando, nel 1858, gli ultimi tubi in legno furono messi fuori servizio. I tubi di ghisa avevano meno attrito, perdevano meno facilmente e duravano molto più a lungo dei tubi di legno. Alcuni tubi metallici posati nel 1820 sono ancora in servizio nelle parti più antiche della città.

Un altro problema del sistema erano i motori a vapore stessi. L'energia del vapore era costosa; il legno bruciato per accendere le caldaie a vapore rappresentava la spesa principale. Veniva fatto funzionare un solo motore alla volta e quando fu suggerito di far funzionare entrambi i motori contemporaneamente per aumentare l'offerta, raddoppiare l'uso di combustibile fu ritenuto proibitivo. I motori a vapore erano ancora una tecnologia relativamente nuova all'epoca, la loro costruzione e i materiali dovevano ancora essere standardizzati e le caldaie a volte esplodevano. Due di queste esplosioni a Fairmount, nel 1818 e nel 1821, uccisero diverse persone e diedero ulteriore impulso alla ricerca di una fonte di alimentazione più economica, affidabile e sicura per le pompe.

Come risulta evidente da questa vicenda, i due ostacoli che un sistema di pompaggio doveva superare, allora, riguardavano i sistemi di distribuzione idraulica e la forza motrice.

Dell'evoluzione dei tubi metallici abbiamo già parlato in altre occasioni (cfr. Collana Le Origini - Impianti antincendio a gas inerte. Una prospettiva storica) ma è forse il caso di tornarci.

 

un buco con la tecnologia intorno

Il primo utilizzo di un tubo fu da parte di antichi agricoltori che deviavano l'acqua da torrenti e fiumi nei loro campi. L'evidenza archeologica suggerisce che primissimi tubi di rame fossero utilizzati dagli egiziani nel 3000 a.C., che i cinesi usassero tubi di canna per trasportare l'acqua nei luoghi desiderati già nel 2000 a.C.., e sembra anche che un rudimentale gasdotto sia stato utilizzato già nel 2500 a.C. per trasportare il gas naturale a Pechino, per fornire luce alla città.

I Romani usavano gli acquedotti in maniera magistrale per trasportare l'acqua potabile ma quando l'Impero Romano crollò, la conoscenza del trasporto di fluidi, l’attenzione per l'igiene e per i servizi igienico-sanitari, sembrarono seguirlo nel declino.

La Chiesa si assunse la responsabilità di approvvigionare acqua e mantenere in alcune zone gli antichi acquedotti romani ma a causa dell'enorme compito, gli acquedotti caddero comunque in rovina dopo poche centinaia di anni. Tuttavia, sotto la protezione del Chiesa era stata creata una corporazione di specialisti nell'approvvigionamento idrico che si diffuse in tutta Europa con la contemporanea diffusione degli ordini monastici. Il loro sistema di condutture dell'acqua, da una fonte di approvvigionamento, era ancora fatto di tronchi scavati, collegati con dei collari in ghisa o inserendo le estremità di alcuni tronchi in quelli successivi. All'interno degli edifici venivano utilizzati tubi di piombo o bronzo, retaggio di epoca romana. Nel 1562, a Londra, in Inghilterra, fu completato il primo impianto idrico di pompaggio municipale. Una ruota idraulica pompava l'acqua del fiume in un serbatoio a circa 37 metri sopra il livello del Tamigi. L'acqua veniva distribuita, così, per gravità attraverso tubi di piombo, agli edifici.

Lo sviluppo del moderno tubo d'acciaio saldato può essere fatto risalire solo ai primi anni del 1800, sebbene ci siano prove che i tubi in ghisa fossero usati in un castello tedesco già nel 1455 e anche a Versailles, Francia intorno al 1600. Tuttavia fu solo nel 1815 che si imposero come una necessità imprescindibile, quando William Murdock inventò un sistema di lampade a carbone. Per attrezzare l'intera città di Londra con queste luci, Murdock unì le canne di moschetti scartate dai produttori, per realizzare un gasdotto. Quando il suo sistema di illuminazione ebbe successo, tuttavia, dovette trovare un'altra fonte di approvvigionamento15.

Per produrre abbastanza tubi per soddisfare questa nuova domanda, una varietà di inventori si è messa al lavoro con l’intento di sviluppare nuovi processi di fabbricazione.

Un primo metodo notevole per produrre tubi metallici in modo rapido ed economico fu brevettato da James Russell nel 1824. Col suo metodo, i tubi venivano creati unendo i bordi opposti di una striscia di ferro piatto. Il metallo, prima riscaldato fino a renderlo malleabile, attraverso un martello a caduta, veniva ripiegato lungo un anima e i bordi piegati insieme e saldati. Il tubo veniva poi rifinito facendolo passare attraverso una trafila ed un laminatoio. Il metodo di Russell non fu utilizzato a lungo perché l'anno successivo Comenius Whitehouse sviluppò un metodo migliore per realizzare tubi metallici. Questo, chiamato processo di saldatura testa a testa, è alla base delle nostre attuali procedure di fabbricazione dei tubi. Nel suo metodo, sottili fogli di ferro venivano riscaldati e fatti passare attraverso un'apertura a forma di cono. Mentre il metallo attraversava l'apertura, i suoi bordi si arricciavano e creavano una forma a tubo. Le due estremità venivano quindi saldate insieme per finire il tubo.

Il tubo saldato veniva realizzato invece mediante calandratura di strisce di metallo attraverso una serie di rulli scanalati che modellavano il materiale in una forma circolare. Successivamente, il tubo veniva saldato lungo la giunzione. Questo processo negli Stati Uniti fu inaugurato nel 1832 a Philadelphia, dove abbiamo visto che la richiesta riguardava l'approvvigionamento idrico della città.

 

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Dalla metà del 1800 la produzione di acciaio aumentò in volume ed efficienza, in particolare con la scoperta del processo Bessemer16 e così si affermò anche la fabbricazione di tubi in acciaio. Gradualmente, furono apportati miglioramenti al metodo Whitehouse. Una delle innovazioni più importanti fu introdotta da John Moon nel 1911, che suggerì il metodo di processo continuo, costruendo anche dei macchinari per questo scopo specifico e molti impianti di produzione di tubi lo hanno adottato. Mentre venivano sviluppati i processi dei tubi saldati, nasceva anche la necessità di tubi metallici senza saldatura. Tra la fine del 1800 ed il 1840 si potevano produrre tubi senza saldatura in due modi. In un metodo veniva praticato un foro attraverso una billetta rotonda di metallo solido. La billetta veniva poi riscaldata e trafilata attraverso una serie di matrici che la allungavano fino a formare un tubo. Questo metodo era inefficiente perché era difficile praticare il foro al centro. I tubi erano irregolari, con un lato più spesso dell'altro.

Nel 1886, gli ingegneri tedeschi Reinhard e Max Mannesmann brevettarono il primo processo di laminazione per la creazione di tubi senza saldatura presso la fabbrica di lime del padre a Remscheid. Negli anni ‘90 dell’Ottocento, il duo inventò il processo di laminazione a freddo, un metodo per ridurre il diametro e lo spessore delle pareti dei tubi di acciaio. L’affinamento di queste innovazioni portò al “processo Mannesmann" che rivoluzionò la produzione dei tubi di acciaio: esso viene realizzato grazie ad un apposito laminatoio elicoidale, in cui cioè i suoi cilindri presentano degli assi sghembi. La billetta portata ad alta temperatura viene sottoposta a compressione, lungo una sola direzione, e contemporaneamente a rotazione, generando un difetto lungo il proprio asse, dovuto all'alternanza di sforzi ciclici di trazione e compressione che si concentrano lungo l'asse. Nell’avanzare la billetta incontra una spina, posizionata tra i rulli, che lacera il materiale al centro, nell’area in cui il metallo è più debole per il particolare stato tensionale, generando il foro e comprimendo il materiale verso l’esterno.

Il tubo, così prodotto, riceve il grado di finitura definitivo con una successiva lavorazione alla trafila o al laminatoio a passo di pellegrino.

Nel 1888, un metodo ancora diverso ottenne un brevetto. In questo processo il metallo veniva gettato attorno ad un'anima in materiale refrattario, che in seguito veniva rimossa, lasciando un buco nel mezzo. Nel 1895 fu costruito il primo impianto per la produzione di tubi senza saldatura. Da allora le nuove tecniche a rullo hanno sostituito tutti gli altri metodi17.

Questi tipi di tubi erano perfetti per i telai delle biciclette perché avevano pareti sottili, erano leggeri ma resistenti. Quando la produzione di biciclette lasciò il posto alla produzione di automobili, i tubi senza saldatura erano ancora necessari per le linee di benzina e olio. Questa richiesta fu resa ancora maggiore dalla nascente industria dell'Oil&Gas.

Ma fino a quel momento si potevano avere solo tubi dritti. La curvatura dei tubi è una componente cruciale nella formazione di molti diversi tipi di condotte, come quelle utilizzate per trasportare prodotti come petrolio, gas naturale, acqua e persino liquami. Al colonnello Edwin Drake viene attribuita la perforazione del primo pozzo petrolifero commerciale nel 1859. Lo spostamento di barili18 tramite carri trainati da cavalli o corsi d'acqua era lento e costoso, ispirando le compagnie petrolifere a investire nella tecnologia degli oleodotti. Nel 1865 fu costruito il primo oleodotto di successo che si estendeva per 6 miglia ed era interamente realizzato in ferro battuto. per collegare il giacimento petrolifero di Titusville, in Pennsylvania alla stazione ferroviaria di Oil Creek. Poco dopo l'attività degli oleodotti crebbe e il tipo di metallo utilizzato per i tubi migliorò dal ferro battuto all'acciaio.

Inizialmente, tutti i tubi in acciaio dovevano essere filettati insieme. Questo era difficile da fare per i tubi di grandi dimensioni, ed erano anche soggetti a perdite ad alta pressione. L'applicazione della saldatura per unire i tubi negli anni '20 del XX° secolo ha permesso di costruire condotte a tenuta, ad alta pressione e di grande diametro.

 

facciamo acqua da tutte le parti

Abbiamo accennato poco fa alla torre dell’acqua negli stabilimenti della seconda rivoluzione industriale. Con l’affermarsi di questi grandi impianti si poneva il problema di dotarsi di riserve idriche (sia a scopo antincendio che per le altre esigenze impiantistiche). Dalla seconda metà del XIX° secolo, in particolare, con il progresso dei sistemi di distribuzione dell'acqua corrente di cui abbiamo parlato, emerse la necessità di realizzare grandi serbatoi di stoccaggio dell'acqua in città piuttosto che in periferia. Questo doveva fare i conti con dei vincoli tecnologici. Per molti secoli i serbatoi di stoccaggio dell'acqua erano stati di dimensioni limitate poiché la pressione idrostatica dal serbatoio avrebbe causato la rottura dei tubi di mandata o della stessa cisterna. Poiché i materiali utilizzati per creare le condutture dell'acqua sono migliorati nel corso dei secoli, ciò ha permesso ai serbatoi di stoccaggio dell'acqua di diventare più grandi e più affidabili. Tuttavia esisteva un altro vincolo. L'uso di serbatoi di stoccaggio dell'acqua sopraelevati era esistito fin dall'antichità in varie forme, ma l'uso moderno delle cosiddette torri dell’acqua per sistemi idrici pubblici pressurizzati si è sviluppato solo durante la metà del XIX secolo, quando, cioè, il pompaggio del vapore è diventato più comune e sono stati sviluppati tubi migliori in grado di sopportare pressioni più elevate. Inizialmente poiché i sistemi di pompaggio a vapore che tendevano a produrre un flusso pulsante, mentre il sistema di distribuzione dell'acqua pressurizzata richiedeva una pressione costante, questi sistemi servivano anche per “raddrizzare” il flusso da alternato a continuo. Composti inizialmente solo singoli tubi di livello, alla fine del XIX secolo, crebbero fino a includere serbatoi di stoccaggio per soddisfare le crescenti esigenze delle città in crescita, diventando vere e proprie le torri piezometriche. Si trattava di strutture sopraelevate che supportavano un serbatoio d'acqua costruito ad un'altezza sufficiente per pressurizzare l'acqua e distribuirla attorno alla rete di tubazioni. Lo sviluppo di sezioni prefabbricate in calcestruzzo ha permesso di costruire torri idriche in modo più rapido ed economico.

 

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Grossomodo nella stessa epoca, e per analoghi input tecnologici e di mercato, si sviluppò un altro pilastro su cui poggia la storia delle riserve idriche. I serbatoi metallici. La tradizione della lamiera ondulata è iniziata in Inghilterra, dove nel 1829 HR Palmer, l'ingegnere della London Dock Company, brevettò il progetto per la lamiera ondulata per coprire le piattaforme per proteggere il carico dalle intemperie. Il brevetto è stato acquistato da Richard Walker, un carpentiere che ha installato i materiali sul molo e che successivamente ha fornito la lamiera ondulata, installata dalla South Australian Company nel 1836, per il porto di Adelaide che era stato da poco realizzato. Nel 1844, Phoenix Iron Works, di Glasgow , ha brevettato una macchina scanalata a doppia canna per ondulare la lamiera facendo passare una lamiera piana tra rulli scanalati per pressare longitudinalmente il metallo. Il brevetto includeva anche una macchina curvatrice per piegare il foglio al raggio desiderato. Con l'avvento della galvanizzazione nel 1844, Phoenix Iron Works entrò nella produzione di massa e gli edifici zincati ondulati prefabbricati che furono inviati in California durante la corsa all'oro del 1849. Nel 1852 il ferro zincato ondulato era ampiamente utilizzato nelle città pioniere dell'Australia e del Stati Uniti occidentali, seguendo lo sviluppo della ferrovia. L'uso di lastre di ferro ondulato per coperture e rivestimenti divenne la sostituzione architettonica prevalente; le lamiere metalliche erano prive di perdite, ignifughe, resistenti ai roditori e agli insetti e fornivano un mezzo per ottenere una raccolta dell'acqua piovana più pura. Altri vantaggi dei materiali ondulati erano che potevano essere arcuati e avere capacità di estensione strutturale più lunghe rispetto ad altri materiali19. I serbatoi circolari in ferro zincato ondulato furono brevettati per la prima volta nel 1857 da John Carter a Victoria, Londra. Oggi, questi serbatoi dominano ancora i mercati della raccolta e dello stoccaggio dell'acqua piovana in molti mercati per la loro resistenza e perchè l'acqua immagazzinata in serbatoi di metallo è meno suscettibile alla crescita di batteri e alghe rispetto ad altri materiali porosi come cemento, legno o plastica.

Con l'avvento dei tubi in ghisa nel 1850, i servizi pubblici e i comuni privati furono in grado di sviluppare sistemi di stoccaggio e distribuzione dell'acqua su larga scala, ma nelle piccole città, fattorie e ranch degli Stati Uniti, la raccolta delle acque superficiali e i pozzi poco profondi erano le principali fonti di acqua dolce. Anche la crescente domanda di più fonti di acqua sanitaria per il controllo delle malattie e di riserve prontamente disponibili per la protezione antincendio ha dato origine alla necessità di sistemi di stoccaggio dell'acqua fuori terra più convenienti. Con metodi migliorati di produzione industriale, l'acciaio è diventato un'alternativa economica al legno, in particolare da quando i prezzi del legname iniziarono a salire nel 1890.

Quando l'esplorazione e la scoperta del petrolio si sviluppò in California, la maggior parte della produzione di petrolio veniva immagazzinata in grandi serbatoi di legno. Sfortunatamente, nel 1907 un gigantesco serbatoio di legno di sequoia scoppiò, versando il suo contenuto su Echo Lake, che bruciò per tre giorni. Ciò portò all'aumento dell'uso di serbatoi in acciaio rivettati per lo stoccaggio del greggio, fino alla metà degli anni '20, quando un incendio boschivo generò abbastanza calore da fondere la saldatura utilizzata di uno di questi serbatoi e le conseguenti perdite di greggio presero fuoco.

La "corsa all'oro nero" dei primi anni del 1900 a Los Angeles fece triplicare la popolazione di questa piccola città sull'oceano e questo creò la domanda di depositi per l'acqua nelle aree periferiche mentre le case e le fattorie iniziavano a riempire le campagne. Con l'espansione della produzione petrolifera e della popolazione nell'area di Los Angeles, l'industria dei serbatoi zincati ondulati fiorì. Molti produttori di tubi beneficiarono delle sinergie tra la costruzione di tubi rivettati ed i serbatoi, poiché quelli erano il mezzo predominante per realizzare giunzioni dal 1850 fino agli anni '30 del Novecento, quando le barre di bloccaggio e le giunzioni saldate hanno sostituito i giunti rivettati. Nel frattempo, negli Stati Uniti centro-occidentali, le attività agricole e di allevamento hanno generato la domanda di mangiatoie per bestiame e silos per il grano, mentre in Oklahoma e Texas si stava sviluppando una fiorente regione petrolifera.

Con la standardizzazione e i miglioramenti nella produzione di massa di elementi di fissaggio filettati e, in parte a causa dei requisiti fisici del processo di rivettatura, la maggior parte delle aziende è passata al fissaggio dei pannelli dei serbatoi con connessioni bullonate.

L'invenzione della saldatura ad arco elettrico negli anni '20 ha permesso la formatura e l'unione di lamiere di acciaio più pesanti e ha dato origine a strutture di stoccaggio più grandi. Uno dei vantaggi della saldatura delle giunzioni per serbatoi era che il materiale non doveva essere sovrapposto come è necessario con quelle rivettate e imbullonate e così piastre più pesanti potevano essere unite più efficacemente.

Con lo scoppio della seconda guerra mondiale e con quasi tutta la produzione di acciaio dedicata allo sforzo bellico la produzione fu drasticamente assorbita dalle forze armate per poi tornare a beneficiare del boom post bellico.

L'avvento della saldatura a filo MIG nei primi anni '80 permise a molte piccole aziende di saldare facilmente lamiere zincate piatte. La saldatura a filo era veloce e non richiedeva l'abilità artigianale necessaria per la rivettatura manuale dei pannelli ondulati dei serbatoi, abbassando le barriere all’ingresso.

Alla fine degli anni '80, i serbatoi d'acqua stampati a rotazione realizzati in polietilene ad alta densità hanno iniziato a prendere piede nel mercato dei piccoli serbatoi di stoccaggio residenziali. I costi dei materiali e della manodopera erano molto inferiori rispetto alla costruzione e al rivestimento di serbatoi in acciaio. Ma questi serbatoi hanno continuato a essere limitati dalle dimensioni e dalle capacità di progettazione strutturale, per non parlare delle capacità degli stampi.

Le innovazioni che riguardano tubi e serbatoi includono la creazione di rivestimenti resistenti alla corrosione per prolungare la durata dei tubi. Non possiamo per ragioni di spazio, affrontare anche l’enorme capitolo dei trattamenti superficiali ma ci concediamo un breve sguardo sul principale di questi.

 

innovazioni galvanizzanti

Sono stati trovati ornamenti realizzati con leghe che contengono l'80% in zinco risalenti a 2.500 anni fa. L'ottone, una lega di rame e zinco, è stato fatto risalire almeno al X secolo a.C..

Il famoso testo medico indiano, Charaka Samhita20, scritto intorno al 500 a.C., menziona un metallo che quando ossidato produceva pushpanjan, noto anche come "lana filosofale", che si pensa essere ossido di zinco. Il testo ne descrive l'uso come unguento per gli occhi e come trattamento per le ferite aperte21. Dall'India, la produzione di zinco si trasferì in Cina nel XVII° secolo e nel 1743 fu fondata a Bristol la prima fonderia di zinco europea.

Nel 1742, il chimico Melouin presentò un documento all'Accademia Reale Francese in cui descriveva come si potesse ottenere un rivestimento di zinco sul ferro immergendolo nello zinco fuso. L'interesse per la scoperta di Melouin si diffuse rapidamente negli ambienti scientifici e la prima applicazione fu quella di utilizzare lo zinco fuso come rivestimento protettivo economico per gli utensili domestici. Nel 1780, Luigi Galvani scoprì il fenomeno elettrico della contrazione dei muscoli delle zampe di rana quando vengono a contatto con due metalli dissimili, vale a dire il rame e il ferro. Galvani concluse erroneamente che la fonte dell'elettricità fosse nella zampa di rana. Il termine “galvanizzazione” iniziò ad apparire nel lessico, collegato in parte al lavoro svolto da Michael Faraday22. Gli esperimenti di Galvani furono ulteriormente proseguiti da Alessandro Volta, che arrivò a comprendere come il flusso di corrente elettrica fosse causato dal contatto dei metalli dissimili stessi. Nel 1800 Volta riuscì a dimostrarlo costruendo una pila di lastre alternate di zinco e argento, separate da un pezzo di stoffa imbevuto di una soluzione salina: era la prima batteria al mondo.

Nel 1824, Sir Humphrey Davy23 dimostrò che quando due metalli dissimili venivano collegati elettricamente e immersi nell'acqua, la corrosione di uno veniva accelerata mentre l'altro riceveva un grado di protezione. Da questo lavoro, Davy suggerì che i fondi di rame delle navi militari in legno potevano essere protetti attaccandovi piastre di ferro o zinco; il primo esempio di protezione catodica pratica.

Nel 1836, Stanislas Sorel in Francia ottenne il primo di numerosi brevetti per un processo di rivestimento dell'acciaio immergendolo nello zinco fuso dopo averlo prima pulito. Fu Sorel a dare ufficialmente al processo il nome di "galvanizzazione" sebbene conoscesse la natura elettrochimica della corrosione e del ruolo sacrificale del rivestimento di zinco sul ferro. In origine, la parola zincatura non si riferiva al processo di rivestimento ma alla proprietà fondamentale offerta da questo rivestimento. Oltre al brevetto di Sorel del 1836, un brevetto britannico per un processo simile fu concesso nel 1837 a William Crawford.

Dopo qualche tempo, però, diventò evidente che l'interno del tubo metallico subiva l’effetto della corrosione. Fu proposto l'uso di rivestimenti bituminosi e la maggior parte dei tubi di ferro venduti per il servizio di opere idriche, dopo il 1860 circa, fu dotato di un rivestimento bituminoso a caldo, di solito di pece di catrame fuso. In quei sistemi in cui l'acqua era relativamente dura e leggermente alcalina, i rivestimenti bituminosi erano generalmente soddisfacenti. Quando però si incontravano acque più dolci o acide si verificavano problemi, di ruggine e graduale riduzione della portata attraverso il tubo. L'acqua aggressiva penetrava nei microscopici fori del rivestimento di catrame e ne provocava la tubercolazione. La necessità di un migliore rivestimento dei tubi per combattere la formazione di queste sporgenze ha portato a esperimenti e ricerche con la malta cementizia come materiale di rivestimento. I rivestimenti in cemento prevenivano la tubercolazione creando un pH elevato sulla parete del tubo e, in definitiva, fornendo una barriera fisica all'acqua. I rivestimenti in cemento, inoltre, erano lisci, il che si traduceva in alti coefficienti di flusso. Nel 1922, il primo tubo di ghisa rivestito di cemento fu installato nel sistema di distribuzione dell'acqua di Charleston, nella Carolina del Sud. Da allora sono stati apportati molti miglioramenti24 fino all’avvento dei più performati tubi in nichel-rame a partire dagli anni '70 del XX° secolo.

Come abbiamo visto nel caso del sistema di pompaggio dell’acquedotto di Philadelphia, tuttavia, il tubo era solo uno dei due grossi limiti che i sistemi dovevano superare. L’altro riguardava la forza motrice necessaria ad alimentare gli impianti.

 

la seconda rivoluzione industriale

Inizialmente le prime pompe industriali erano mosse dalla stessa energia che alimentava le attività produttive, mulini ad acqua o a vento. Se però queste fonti si fermavano (ad esempio distrutte dal fuoco), anche la pompa antincendio si fermava. L'ingegnere inglese Thomas Savery brevettò la pompa a vapore nel 1698, dopo che Denis Papin sviluppò un primo prototipo nel 165025.

Fino alla fine del 1800, quasi tutti i sistemi di pompaggio dell'acqua antincendio erano dotati di pompe alternative mosse da motori a vapore. Questi motori erano di costruzione pesante in ghisa e avevano una

velocità del pistone relativamente bassa e basse velocità di rotazione (da 50 a 500 giri/min), ma erano disponibili fino a capacità di 18.642 kilowatt (25.000 CV). Questa configurazione ha dominato per oltre un secolo fino allo sviluppo della turbina a vapore e del motore a combustione interna.

Dal 1852 nelle fabbriche tessili del New England avevano fatto la loro comparsa dei sistemi di tubazioni forate dalle quali, in caso di roghi, si distribuiva l'acqua in grado di spegnerli. Ma si tratta di sistemi piuttosto rudimentali che andavano azionati manualmente, con conseguenti ritardi nei soccorsi. Per questo, dal 1860, si incentivarono gli esperimenti alla ricerca di più sofisticati sistemi automatici (per una trattazione più approfondita rimandiamo al nostro articolo sulla storia dei sistemi sprinkler). Quando ai sistemi sprinkler fu sostituita la forza motrice idraulica, con quella del vapore, la "Underwriters duplex", una pompa a doppio effetto a trasmissione diretta, è stata universalmente fornita come pompa antincendio standard per l'industria. Come suggerisce il nome, queste pompe erano approvate dalle compagnie assicurative e, quindi, erano piuttosto popolari tra gli utenti industriali. Queste pompe avevano un padre, di cui merita fare cenno.

 

la “B” di Worthington

Henry Rossiter Worthington era un newyorkese di metà ottocento, figlio di un ingegnere ma senza un'istruzione di livello superiore, che divenne un ingegnere idraulico a sua volta grazie alla tenacia e all'inventiva. La carriera industriale di Worthington iniziò a metà del 1800 quando, all'età di 23 anni, sviluppò una barca fluviale a pale, a vapore in risposta a una richiesta dello Stato di New York per espandere il sistema di trasporto economico sull'Erie Channel. Poichè il motore principale doveva rimanere al minimo durante il passaggio attraverso la chiusa del canale, l'energia non era sufficiente per mantenere l'acqua di alimentazione della caldaia. Per risolvere il problema, Worthington sviluppò un piccolo motore a vapore, indipendente, ad azione diretta, per muovere la pompa a pistone dell'acqua di alimentazione. Questa invenzione ha cambiato per sempre l'ingegneria idraulica. In precedenza, le pompe a vapore si affidavano a travi, pedivelle e volani per trasmettere potenza tra motore e pompa, rendendoli grandi e ingombranti. Worthington progettò un sistema collegato direttamente con un albero motore. Nei successivi dieci anni, Worthington sperimentò vari sistemi a vapore, che alla fine portarono, grazie anche alla collaborazione con il suo partner William H. Baker, alla pompa a vapore simplex (brevetto US13370), In questa configurazione, mentre il pistone del motore a vapore si spostava avanti e indietro, tirava e spingeva lo stantuffo della pompa dell'acqua, aspirando l'acqua attraverso una serie di valvole in gomma da un lato e viceversa, spingendola fuori dall'altro. Per controllare il movimento del pistone, la cosiddetta valvola "B" montata sopra il pistone, distribuiva il vapore, alternativamente su entrambi i lati del pistone, consentendo al vapore utilizzato di uscire dal centro del motore attraverso un passaggio. Così facendo Worthington manteneva la piena pressione del vapore durante l'intera corsa del pistone, a differenza di un motore ad espansione, potendo fare a meno del volano26. Worthington sperimentò anche diversi design che utilizzavano rotori o a flap ed altre innovazioni. Nel 1859 Worthington migliorò nuovamente il suo design della pompa brevettando la pompa a vapore ad azione diretta duplex (brevetto US24838), composta da due pompe simplex montate fianco a fianco. A questo punto Worthington concentrò la sua attenzione sui problemi dell'approvvigionamento idrico cittadino e nel 1860 applicò la sua nuova pompa ad un acquedotto. La pompa Worthington incarnava uno dei progressi più ingegnosi dell'ingegneria nel XIX° secolo. L'azione di una pompa muoveva le valvole della distribuzione del vapore nell'altra, uniformando lo scarico e la pressione; grazie a ciò divenne presto uno standard del settore27.

 

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urbanizzazione assicurazioni e cavalli

Man mano che le città divennero sempre più grandi nel diciannovesimo secolo, il problema non fu più come pompare l'acqua sui fuochi, ma come portare le pompe sui luoghi degli incendi.

Insieme alle fiamme, si alzavano anche i costi delle polizze assicurative, la richiesta da parte dei commercianti di mezzi per difendere le loro attività e le loro tasche si era andata facendo sempre più pressante.

Le vaste agglomerazioni urbane statunitensi come New York, Boston e San Francisco dopo la corsa all'oro richiedevano un diverso tipo di autopompa antincendio.

Ora che la forza del vapore come mezzo per pompare acqua era disponibile non tutti i problemi erano risolti.

Un'importante innovazione si ebbe intorno 1822, quando il costruttore di Philadelphia Sellers and Pennock propose il modello Hydraulion. Il suo sistema di pompaggio lo metteva in grado di prelevare acqua da una sorgente senza ricorrere ai tradizionali secchi per riempire le cisterne. Con lo sviluppo delle reti idriche (di cui abbiamo parlato nel nostro articolo sulla storia dell’idrante e di cui abbiamo accennato poche righe più sopra) le pompe semoventi cominciarono ad attingere l’acqua direttamente, prima dalle pozze che i vigili del fuoco scavavano nelle strade per intercettare le condutture in legno e poi, con lo sviluppo degli idranti, raccordandosi più efficacemente alla stessa rete idraulica.

Per spostare questi apparecchi, installati a bordo delle prime autopompe, si impiegarono, per lungo tempo ancora, i cavalli. I camion a vapore trainati da cavalli furono in uso dal 1840 fino alla prima guerra mondiale in tutti gli Stati Uniti.

Come risultato le città si riempirono di stalle con i relativi problemi logistici per mantenere numerosi cavalli, nutriti e abbeverati.

Una delle prime, o forse addirittura la prima autopompa antincendio fu lo "Uncle Joe Ross" inventata da Alexander Bonner Latta. Fu costruita nel 1852 a Cincinnati, Ohio. Pesava circa quattro tonnellate, richiedeva quattro cavalli per trainarla. Era provvista di tre ruote e aveva una caldaia a focolare quadrata. Alimentava fino a sei manichette da 4,4 cm di diametro lunghe 73 metri cubi. La prima autopompa semovente totalmente a vapore in America fu progettata e costruita nel 1841 da Paul R. Hodge. Era lunga 4,3 metri e pesava 7257 kg. A causa del suo peso e delle scintille che proiettava, fu presto abbandonata. Un'autopompa a vapore rimase in uso dai vigili del fuoco di New York fino al 1932.

Col finire del XIX° secolo, molti camion dei pompieri iniziarono a passare ai motori a benzina per spostarsi ma ancora per circa un decennio (dallo scoppio della prima guerra mondiale nel 1914 fino alla metà degli anni '20), l'acqua era ancora pompata dagli stessi motori a vapore degli anni '40 dell'Ottocento.

Tuttavia, alla fine, la benzina ha completamente sostituito il vapore. Nel 1905, l'idea di utilizzare camion con motore termico come autopompe attirò grande attenzione, specialmente in Inghilterra28. Inizialmente, il sistema di pompaggio e il sistema di propulsione richiedeva ancora due motori diversi ma alla fine, con l'avanzare della tecnologia dei motori, diventò possibile utilizzare un unico motore per alimentare entrambe le funzioni.

 

scocca la scintilla

A partire dall’inizio del dagli anni ’30 del XIX° secolo inoltre si era iniziato a sviluppare il motore elettrico29. Il primo dispositivo rotante azionato dall'elettromagnetismo fu costruito dall'inglese Peter Barlow nel 1822, tuttavia, tutti i primi sviluppi - di Jacobi, Stratingh, Davenport e altri - alla fine non hanno portato ai motori elettrici che conosciamo oggi, che si svilupparono invece a partire generatori di corrente. Il problema fondamentale dei primi motori elettrici era il fatto che la corrente elettrica degli elementi galvanici (batterie allo zinco) era troppo costosa per competere con i motori a vapore30 ma con lo sviluppo del generatore elettrico (dinamo) la situazione inizia a cambiare.

Le basi furono poste da William Ritchie e Hippolyte Pixii nel 1832 con l'invenzione del collettore e, soprattutto, da Werner Siemens nel 1856 e dal suo capo ingegnere, Friedrich Hefner-Alteneck, nel 1872 con due evoluzioni della armatura a doppia T della dinamo. Tutto questo mentre James Clerk Maxwell riassumeva tutte le conoscenze sull'elettromagnetismo nelle sue 20 equazioni fondamentali. Finalmente era disponibile un potente generatore elettrico per “accendere” l’era dell'elettricità. Sullo sfondo dell’ultimo ventennio del secolo si muovono i Galileo Ferraris, i Tesla, gli Westinghouse

 

le cose iniziano a girare

I 50 anni trascorsi dal 1850 all'inizio del XX° secolo produssero un'intensa attività nello sviluppo della tecnologia pneumatica guidata inizialmente dalle esigenze della ricerca scientifica e successivamente dalle esigenze del industria (specie di quella delle lampade ad incandescenza che avevano bisogni di ottenere bulbi all’interno del quale fosse realizzato un certo grado di vuoto). Le prestazioni in termine di riduzione di pressione raggiungibile migliorarono di sei volte in quel periodo e questo si dovette ad un cambio di paradigma nel design. Ma per seguire con ordine questa parte della storia dobbiamo di nuovo fare un passo indietro di qualche secolo.

La pompa centrifuga è documentata per la prima volta nel 1475 negli scritti di Francesco di Giorgio Martini mentre la tecnologia della pompa dell'acqua a palette scorrevoli è descritta dall'ingegnere italiano Agostino Ramelli nel 1588 nel suo libro "Le macchine diverse e artefatte del capitano Agostino Ramelli", che includeva anche altri progetti di pompe e motori. Pochi anni dopo, nel 1593, il francese Nicolas Grollier de Servière crea un primo progetto per una pompa a ingranaggi. Su questa scia, 43 anni dopo, Pappenheim, un ingegnere tedesco, inventa la pompa rotativa ad ingranaggi a doppia dentatura profonda, che viene ancora utilizzata per lubrificare i motori31. Questi sistemi non erano molto efficaci a causa delle guarnizioni inadeguate (la migliore sigillatura flessibile disponibile era la pelle oliata) e le basse velocità di rotazione32.

Il primo che ne mise a punto un prototipo efficace fu, nel 1600, Denis Papin. La pompa di Papin aveva delle palette dritte. La prima pratica pompa centrifuga chiamata Massachusetts pump fu costruita negli Stati Uniti, solo nel 1818.

In Europa i modelli di Dietz presentati all’Exposition des produits de l'industrie française nel 1827, riscossero notevole interesse e nel 1830 Revillion reinventò la pompa a vite, che consisteva in una vite destra e una sinistra che ingranavano insieme, essendo azionate in direzioni opposte. Nello stesso anno McCarty costruì una pompa con un'efficienza abbastanza buona nei cantieri portuali di New York.

Intorno al 1846 le pompe centrifughe iniziarono a essere prodotte in Inghilterra da Appold Thompson e Gwynne.

Appold, figlio di un tintore di pellicce, subentrando al padre all'età di ventidue anni, vi introdusse così tanti miglioramenti scientifici che presto accumulò una notevole fortuna e poté dedicare il suo tempo e le sue attenzioni alle sue attività meccaniche preferite. La pompa che gli fece guadagnare una "medaglia del consiglio" alla Grande Esposizione al Crystal Palace nel 1851, aveva un'efficienza del 68%, più di tre volte migliore di qualsiasi altra pompa presente.

Intanto John Gwynne acquistò il brevetto dello statunitense Andrews e lo introdusse in Inghilterra. Lloyd ottenne un brevetto per la turbina nel 1848 e JG Appold iniziò la produzione di quasi lo stesso dispositivo. John Gwynne non si preoccupò di brevettare i vari miglioramenti ma richiese un nuovo brevetto nel 1850 (anche se l'agente di brevetto commise un errore e il brevetto finì datato 1851). Nel 1854 il figlio di Gwynne ottenne un brevetto per una forma migliorata di pompa Gwynne e nel 1868 un secondo brevetto per una pompa centrifuga migliorata.

Le pompe Gwynne – modello Invincible - venivano utilizzate principalmente per il drenaggio del terreno e molte sono ancora visibili oggi nei musei delle pompe. Di solito erano alimentate dai motori a vapore dello stesso Gwynnes. Alla fine del XIX° secolo, Gwynne produceva pompe di tutte le dimensioni per coprire tutte le applicazioni industriali, dalle piccole elettropompe a quelle da 1.000 tonnellate al minuto. Negli anni '30 producevano quasi 1.000 modelli diversi33.

Solo un anno prima della pompa di Appold, Seabury S. Gould fonde e assembla la prima pompa al mondo interamente in metallo.

Ci volle un altro ingegnere britannico, Osborne Reynolds34, perché fosse realizzata la prima turbina multistadio nel 1875. Con le sue parole:

 

«all'uscita dai passaggi in movimento il fluido non deve, come nel caso della turbina ordinaria, aver esaurito tutta o quasi tutta la sua pressione disponibile, ma deve avere ancora una pressione sufficiente per convogliarlo attraverso uno o più ulteriori serie di passaggi... cioè, uscendo dai primi passaggi mobili, sarà nuovamente accolto in altri passaggi fissi, in modo che, forzato attraverso di essi, emerga con una velocità di vortice o di moto rotatorio attorno a un asse - non necessariamente uguale a prima - con una pressione ridotta, e di nuovo essere ricevuto in un'altra serie di passaggi mobili da cui può uscire senza velocità di vortice... All'uscita dall'ultima serie di passaggi il fluido potrà defluire ….»

 

Sullo scadere del secolo, nel 1899, Robert Blackmer inventa la tecnologia delle pompe rotative a palette, un design della pompa che rappresenta un importante allontanamento dal vecchio principio dell'ingranaggio e predecessore delle odierne pompe a palette scorrevoli. Da allora pompe rotative si sono evolute rapidamente una volta che il vapore, come forza motrice, all'inizio del 1900, è stato sostituito dai motori elettrici di nuova concezione e dai motori a combustione interna. Questo, insieme a migliori materiali, ha permesso alte velocità di rotazione. Inoltre questo tipo di pompa era molto più semplice e di più facile manutenzione rispetto alla pompa a pistoni, cosa che ne ha determinato la rapida diffusione.

 

un tuffo nel pozzo

Albert Baldwin Wood fu assunto dal Sewerage & Water Board di New Orleans nel 1899, per cercare di migliorare il drenaggio della città soggetta a inondazioni. Qui Wood inventò le "porte a battente" e altri dispositivi idraulici, in particolare le sue efficienti pompe a bassa manutenzione e ad alto volume, tra cui il la pompa a vite nel 1913 e una pompa in grado di aspirare acqua sporca, separando i contaminanti, e quindi espellendo l'acqua filtrata, nel 1915 con le quali ha guidato la bonifica delle paludi e lo sviluppo di gran parte della terra ora occupata dalla città35. Alcune delle pompe di Wood sono state utilizzate quasi ininterrottamente a New Orleans per oltre 80 anni senza bisogno di riparazioni, e di nuove continuano a essere costruite sulla base dei suoi progetti. Tuttavia si trattava ancora di pompe mosse da grandi motori a vapore che dovevano stare all’asciutto.

Col volgere del secolo, invece, i motori elettrici cominciarono ad essere portati ad operare in condizioni sempre più critiche. Dopo circa un secolo dalla fondazione della Hayward Tyler, avvenuta nel 1815, e numerosi riconoscimenti, nel 1908 l’azienda inglese aveva sviluppato il primo motore elettrico sommerso al mondo. Pochi anni dopo, nel 1911, il diciottenne Armais Sergeevich Arutunoff fondò la Russian Electrical Dynamo di Arutunoff Co. a Ekaterinoslav, in Ucraina, allora parte dell'Impero russo, lontano migliaia di chilometri dalla sua nativa Tiblisi.

 

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Nato, assieme ad altri 7 fratelli, da genitori armeni - suo padre era un produttore di sapone e suo nonno un commerciante di pellicce - Arutunoff durante la prima guerra mondiale, combinò un motore elettrico ad una trivella. Aveva un uso limitato al praticare fori orizzontali tra le trincee in modo da spingere cariche esplosive verso il fronte avversario. Quell’esperienza fu però di stimolo per ulteriori sviluppi.

Nel 1916, Arutunoff stava progettando una pompa centrifuga da accoppiare al motore per prosciugare le miniere e per le pompe di sentina delle navi. Per le applicazioni che Arutunoff aveva in mente era necessario un motore elettrico piccolo ma ad alta potenza. Tuttavia, un motore di piccolo diametro avrebbe avuto necessariamente una potenza troppo bassa. Per ovviare a questo problema era necessario che il motore girasse a velocità molto elevate e che la pompa accoppiata fosse in grado di sviluppare la pressione necessaria. Arutunoff progettò con successo una pompa centrifuga, di piccolo diametro e con diversi stadi per ottenere un'elevata pressione di mandata.

Nel 1919 emigrò a Berlino, dove cambiò il nome della sua azienda in REDA e perfezionò il progetto della pompa.

Nel suo progetto, il motore elettrico sommergibile era stato ingegnosamente installato sotto la pompa per raffreddare il motore con lo stesso flusso di fluido aspirato, e l'intera unità sarebbe stata sospesa attraverso il tubo di scarico e cavi d'acciaio, e immersa nel pozzo dove avrebbe creato un'aspirazione in grado di sollevare il liquido in superficie attraverso le tubature collegate.

Tuttavia, dopo essere emigrato in America nel 1923, Arutunoff non riuscì a trovare sostegno finanziario per la sua tecnologia di produzione a fondo pozzo. Tutti quelli a cui si era avvicinato lo avevano rifiutato, inclusa la Westinghouse, sostenendo che l'unità era impossibile da realizzare, poiché, a loro dire, violava le leggi dell'elettronica.

Nel 1926 Arutunoff unì le forze con Samuel VanWert, un venditore di pompe a cavalletto, quelle tipiche installazioni che assieme alla torre Derrick sono diventate le icone dell'estrazione petrolifera. VanWert aveva visto il potenziale del nuovo progetto. Insieme, hanno avviato un prototipo di test in un pozzo petrolifero di Baldwin Hills.

Arutunoff e VanWert presenziarono alla American Petroleum Institute conference di Los Angeles di quello stesso 1926. Un pomeriggio, durante una pausa della convention, Arutunoff fece visita a Clyde Alexander, vicepresidente e direttore generale della Phillips. Come altri nel settore, Alexander era frustrato dal fatto di dover abbandonare grandi quantità di petrolio a causa dell'intrusione di acqua nel pozzo che superava la capacità della pompa di estrarla. Era anche stanco di pompe inadeguate quando si trattava di recuperare il fluido da grandi profondità.

Arutunoff accompagnò Alexander al loro pozzo di test. Tornato in azienda, Alexander raccontò a Frank Phillips, capo della Phillips Petroleum Company, cosa avrebbe potuto fare per loro il progetto di Arutunoff . Phillips colse rapidamente le possibilità.

Arutunoff e Frank Phillips, firmarono un contratto per testare il concetto nel campo di El Dorado vicino a Burns, nel Kansas. Il test ebbe successo e Arutunoff trasferì la sua famiglia in una casa a Bartlesville proprio di fronte alla villa di Frank Phillips.

Con il sostegno della Phillips Petroleum, Arutunoff continuò i test e lo sviluppo e fondò la propria società: la Reds Pump Company, nel cui nome ritornava l'eco della originaria Reda.

Un articolo di Tulsa World del 1936 descriveva la sua pompa a fondo pozzo come

 

"Un motore elettrico con le proporzioni di un sottile palo di recinzione che si erge sulla testa in fondo a un pozzo e spinge l'olio in superficie con i suoi piedi".

 

Nel 1934 brevettò una pompa migliorata e lo speciale cavo elettrico necessario per alimentarla.

Nel 1938 si stima che il 2% di tutto il petrolio prodotto negli Stati Uniti fosse prelevato da una pompa Arutunoff. A quell'epoca l'azienda di Arutunoff deteneva dozzine di brevetti per attrezzature industriali, portando a decenni di successi e ancora più brevetti36.

Grazie a ulteriori perfezionamenti al design di Arutunoff, ci sono più tipi di pompe sommergibili, che consentono l'uso in molte altre applicazioni tra cui quelle antincendio.

Ora che abbiamo trattato di motori, pompe, tubi e riserve idriche, siamo quasi giunti alla fine della storia degli ingredienti principali dei sistemi di pompaggio. Mancano ancora, però, alcuni, importanti, ingredienti.

 

governare i flussi

La “valvola” compare per la prima volta nell'ingegneria idraulica e nelle opere ripariali, utilizzata principalmente per interrompere o cambiare la direzione di un flusso. Probabilmente le prime applicazioni del principio erano realizzate con pietre, rami e tronchi degli alberi, per bloccare o deviare le acque. Egizi, greci e altre culture erano in grado di convogliare l'acqua da fiumi e fontane per uso pubblico o irrigazione. Ma i romani furono i veri sviluppatori dei sistemi di canali. Portarono l'acqua alle fontane e mostre d’acqua, a volte a lunghe distanze, superando ostacoli importanti con i loro celebri acquedotti. Le valvole che impiegavano erano del tipo a tappo o rubinetto, realizzate in bronzo. La loro lega, ricca in piombo, non si fessurava, resisteva alla corrosione, era duttile, in grado di saldarsi ad altri tubi di bronzo o piombo e godeva di buone proprietà di attrito che facilitavano la rotazione del tappo. Le parti della valvola erano un corpo, un tappo forato, un fondo e una lunga leva per girare il tappo. In diverse città mediterranee sono state trovate piccole valvole, tutte con design simile, come a Rabat, Djemila, Istanbul, Avarches, Augusta (dove sono state trovate anche valvole a farfalla impiegate come rubinetti) e Napoli. I romani usavano una valvola a diaframma primitiva, fatta di cuoio grezzo che veniva chiusa manualmente su uno stramazzo, per controllare il flusso e la temperatura dell'acqua dei bagni domestici. Vi è anche evidenza dell'uso di valvole angolari, valvole miscelatrici e anche valvole di ritegno per evitare il riflusso. Durante il Medioevo non ci furono progressi progettuali molto importanti. Fu durante il Rinascimento che la costruzione di canali, sistemi di irrigazione e altre opere idrauliche incluse valvole più sofisticate. Negli scritti e disegni di Leonardo Da Vinci ne abbiamo dettagliate testimonianze. Ma è con la nascita della moderna teoria idraulica, cioè da quando Pascal descrisse scientificamente la forza e la potenza di trasferimento della pressione idrostatica nel 1684, che si aprì un mondo di opportunità all’applicazione di questa tecnologia. Blaise Pascal si rese conto del potenziale che avevano i fluidi confinati; questi esercitavano una forza uguale in ogni direzione e questa scoperta gettò le basi per incanalare le forze del liquido per uno scopo utile. Nel 1738, il rampollo di una famiglia di geniali matematici svizzeri, Daniel Bernoulli, nel suo principale lavoro l’Hydrodynamique sistematizzò le conoscenze di questa disciplina, rendendo tutti i risultati conseguenza di un singolo principio, e precisamente quello di conservazione dell'energia37.

La storia moderna dell'industria delle valvole inizia con la rivoluzione industriale. Nel 1705 Thomas Newcomen inventò la prima macchina a vapore. Aveva bisogno di valvole in grado di trattenere e regolare il vapore ad alta pressione. Lui, James Watt ed altri inventori dell’epoca nel creare le nuove macchine a vapore hanno anche migliorato il design delle valvole. In particolare l'avvento del vapore, per garantire la sicurezza della caldaia, richiese un dispositivo simile alla moderna valvola di sicurezza e quindi di dispositivi, ispirati in alcuni casi ai loro antichi antenati ma tecnologicamente più raffinati, quali la valvola a spina, di sfiato, di ritegno e quella a farfalla e presto si affacciò sulla scena la valvola a cassetto, che basandosi sulla funzione di controllo diretto e regolazione del fluido, diventò di fondamentale importanza per la tecnologia di trasmissione idraulica. La valvola di controllo direzionale, azionata dall'elettricità e che utilizzava l'olio come fluido di lavoro, fu inventata all'inizio del XIX° secolo. I progressi dell'industria manifatturiera e della metallurgia dell'acciaio oltre all’esigenza di nuove industrie, prima tra tutte quella dell'estrazione del petrolio, quindi, promossero un ulteriore sviluppo nel campo delle valvole. La produzione di acciaio ad alta capacità iniziò negli Stati Uniti nel 1860 con l'inizio del già citato processo Bessemer che rese economica la produzione di grandi lotti di acciaio. Tuttavia, l'acciaio non raggiunse l'industria delle valvole ancora per molti anni. L'esplosione dell'industria delle valvole in acciaio è iniziata, infatti, solo durante il primo decennio del XX° secolo. La fragilità e il limite della resistenza alla trazione (23000 psi) della costruzione della valvola in ghisa furono surclassate dalla resistenza (70.000 psi di trazione) e duttilità dell'acciaio. Si era al volgere del secolo, anni che avrebbero visto importanti progressi in moltissimi campi anche grazie a pionieri della tecnica che avrebbero fondato imperi industriali che ancora oggi rappresentano solide realtà multinazionali.

 

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Harry Franklin Vickers, inventore e industriale americano, celebrato come il "padre dell'idraulica industriale" dall'American Society of Mechanical Engineers, era sempre stato interessato, fin da ragazzino, alla meccanica. La sua formazione da autodidatta la consolidò poi sul fronte francese della Grande Guerra, servendo nell'US Army Signal Corps, dove imparò i primi rudimenti di elettronica e radiotecnica. Tornato in California, dopo la guerra, fondò la Vickers Manufacturing Co.. Inizialmente si occupava di lavori meccanici fino a che un dentista appassionato di pesca non si presentò per farsi riparare un grande mulinello per la pesca d’altura. Abbiamo detto dentista ma, a onore del vero Zane Gray

all’epoca aveva abbandonato la professione medica da una decina d’anni, tempo che aveva impiegato faticosamente a far decollare la sua carriera di scrittore. Quando si presentò da Vickers era già diventato uno scrittore di successo e stava iniziando a collaborare come sceneggiatore e consulente per Hollywood, che dalle sue opere avrebbe tratto oltre 100 film western. Gray vide qualcosa nel giovane Harry Vickers e finanziò i suoi studi serali in discipline ingegneristiche da professori della University of Southern California. L'abilità meccanica di Vickers, fertilizzata dalla base teorica appresa grazie a questo generoso atto di mecenatismo, sbocciò in innumerevoli innovazioni idrauliche, tra cui il primo sistema di servosterzo idraulico e la pompa a palette bilanciata oltre ad altri 93 brevetti. In particolare dai suoi laboratori uscì nel 1936, la valvola di sfiato pilotata e poco dopo la valvola di controllo idraulica on-off38. La tecnologia di servocomando elettroidraulico, una combinazione di idraulica ed elettronica adatta alle esigenze del controllo automatico, si è distinta specialmente nelle applicazioni militari negli anni '50 e '60 e quindi in quelle civili. Lo sviluppo del circuito integrato e del microprocessore negli anni '70, ha aumentato esponenzialmente la capacità di controllo elettroidraulico, risolvendo il problema dell'applicazione idraulica ad alto flusso seguita poi nel decennio successivo dalla tecnologia delle cartucce proporzionali, adattandosi alle necessità dell'ingegneria del controllo ad alta potenza. Su questa eredità tecnologica si è sviluppata la meccatronica degli anni ’90 e tutto lo sviluppo successivo.

Per altri cenni sulla storia delle valvole ed in particolare relativi ai materiali (lega Monel, acciaio inossidabile martensitico serie 400 , Stellite, acciai al carbonio-molibdeno colati ad alte prestazioni e superleghe) alle Baderne (con la fondamentale pietra miliare della scoperta accidentale del Teflon) rimandiamo al nostro articolo sui sistemi antincendio a gas, in questa stessa collana. In quell’articolo, tuttavia, non abbiamo parlato di un tipo di dispositivo idraulico, parente stretto delle valvole, fondamentale in molte applicazioni antincendio ed specialmente nei sistemi di pompaggio: il pressostato.

 

questione di sensibilità

Orientatosi inizialmente verso la carriera ecclesiastica, poi alla giurisprudenza ed infine meccanica Lucien Vidi, francese, cominciò a costruire macchine a vapore ed a progettare dispositivi necessari al loro funzionamento. In particolare studio dei manometri e barometri. Era così convinto della necessità di realizzare un nuovo modello di barometro che, per finanziare le sue ricerche, vendette tutto il suo patrimonio e chiese l'aiuto economico di un amico. Fortunatamente per Vidi e per le sue finanze il barometro aneroide che costruì nel 1843 e brevettò l’anno successivo, un barometro metallico che non faceva uso di fluidi39 ebbe così successo da ripagare abbondantemente l’investimento e permettere al nostro una moderata agiatezza. Il meccanismo realizzato da Vidi prevedeva che la pressione, tramite un bilanciere, modificasse l'estensione di una molla, successivamente amplificata meccanicamente su un sistema di indicatori. Pochi anni dopo, nel 1849, l'ingegnere francese Eugène Bourdon, che gestiva un suo laboratorio specializzato in strumenti scientifici e motori a vapore, durante la costruzione di una di queste macchine, notò che la serpentina elicoidale, utilizzata per condensare il vapore, si appiattiva durante la fabbricazione.

Per correggere questo difetto, il tubo venne tappato da un lato e pressurizzato dall'altro. Di conseguenza, la bobina iniziò a svolgersi ed il tubo a riacquistare la sua sezione trasversale circolare. Incuriosito da ciò che vide, Bourdon condusse esperimenti e alla fine brevettò a Parigi il 18 giugno 1849 un manometro basato sulla deflessione della punta di un tubo curvo con una sezione trasversale ellittica. Il principio di attuazione era lo stesso brevettato da Vidi, il quale era, peraltro, già impegnato in altri procedimenti legali contro chi aveva realizzato varianti del suo barometro. Anche Bourdon finì nel mirino nel 1852 e perse nel 1858 a favore di Vidi. Bourdon tuttavia poteva ben consolarsi; non solo perché all'Esposizione Universale del 1851, per il suo barometro fu insignito della Medaglia del Consiglio, condivisa proprio con Lucien Vidi, ma perché i “tubi Bourdon” sono gli elementi elastici più comunemente usati nei manometri meccanici oggi, rimanendo popolari per la loro grande semplicità e rendendo immortale il suo nome. Il tubo Bourdon sarebbe stato poi abbinato ad un interruttore a mercurio, permettendo la realizzazione di uno dei primi pressostati. Sebbene il pressostato a molla Bourdon fosse un'invenzione rivoluzionaria, non era privo di inconvenienti. Per il loro principio di funzionamento questi dispositivi avevano una vita utile breve, risentivano degli sbalzi di pressione, vibrazioni o variazioni della temperatura ambiente. I pressostati meccanici però erano l'unico tipo di strumento per la misurazione della pressione disponibile fino al 1930, quando gli ingegneri iniziarono a sperimentare meccanismi di rilevazione elettrica dei movimenti dell’elemento sensibile. Questi furono i primi trasduttori di pressione. Dalla ricerca sugli estensimetri40, emersero i primi modelli elettrici a resistenza41, che presentavano numerosi vantaggi, tra cui la capacità di trarre un ampio rilievo delle deformazioni statiche, contare su basi di misura ridotte, effettuare acquisizioni automatiche e, infine, avere ingombri decisamente ridotti. Questi prime estensimetri a resistenza elettrica furono sviluppati nel 1923 da B. McCollum e O.S. Peters che progettarono una tipologia di estensimetri a dischi di carbone. Nel 1930 in Germania, Auerbach brevettò l'estensimetro elettrico a resistenza non metallica incollato. Ciò che caratterizza questi estensimetri è un sottile strato di grafite, applicato direttamente sopra la struttura da analizzare. Le particelle di grafite infatti si allontanano in trazione e, viceversa, si avvicinano in compressione, variando la resistenza elettrica che l'attraversa. Questo estensimetro si diffuse anche negli USA, ulteriormente sviluppato dall’Hamilton Standard. Negli anni ’30 questi modelli erano utilizzati con discreto successo nel campo aeronautico, per analizzare le vibrazioni di palette delle turbine per propulsori aeronautici. Poi, nel 1938, gli ingegneri del Massachusetts Institute of Technology e del California Institute of Technology svilupparono indipendentemente estensimetri incollati. Si trattava essenzialmente di estensimetri elettrici a resistenza e furono inventati nel 1938 da, Edward Simmons, del California Institute of Technology, e Arthur Claude Ruge del Massachussetts Institute of Technology. Il Dr. A. Ruge, del Massachussetts Institute of Technology, stava lavorando alla progettazione di strutture resistenti ai terremoti. Poiché verificò l’inadeguatezza degli estensimetri a carbone, incollò un filo sottile che formava delle anse sopra un piccolo foglio di carta, utilizzato come supporto, incollato su una trave sottoposta a flessione. Questo trasduttore dimostrò di funzionare con risposte lineari sia in compressione che in trazione. Proprio per questo motivo, Ruge è considerato il vero inventore del moderno estensimetro elettrico a resistenza. Tuttavia al brevetto giunse prima Simmons42. Lo sviluppo degli estensimetri è stato un passo importante nella giusta direzione per i pressostati allo stato solido43, basati sui sensori fondati sull’effetto piezoresistivo nei semiconduttori, operato da Smith nel 195444.

 

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Nel 1957, Mason e Thurston riportarono per la prima volta estensimetri al silicio per misurare lo spostamento, la forza e la coppia. Gli estensimetri a semiconduttore, con una sensibilità oltre cinquanta volte superiore a quella degli estensimetri metallici convenzionali, sono stati considerati un balzo in avanti nella tecnologia di rilevamento. Gli sviluppi nella produzione di semiconduttori, in particolare l'invenzione di Hoerni del transistor "planare" nel 1959, hanno portato a metodi migliorati di produzione di sensori piezoresistivi. I dispositivi piezoresistivi al silicio si sono evoluti da singoli estensimetri incollati a dispositivi di rilevamento con regioni piezoresistive "integrate" (nel senso che la regione piezoresistiva è stata co-fabbricata con il collettore di forza). Il primo di questi dispositivi "integrati", un diaframma di rilevamento della pressione piezoresistivo diffuso, è stato realizzato da Tufte et al. alla Honeywell Research nel 1962. Nonostante le caratteristiche avanzate dei pressostati elettronici, i pressostati elettromeccanici non richiedono alimentazione per funzionare e agiscono semplicemente creando o interrompendo un circuito. Un esempio di questo modello di pressostato è il pressostato statico "O" Ring45 in cui l'elemento di rilevamento utilizza un gruppo azionato da pistone con bilanciamento della forza, sigillato da un diaframma flessibile e un o-ring statico. La pressione del fluido contro il diaframma contrasta la forza della molla, spostando l'albero del pistone quel tanto sufficiente per azionare direttamente il meccanismo di commutazione elettrico a scatto.

 

conclusioni

Come è evidente al lettore che ha avuto la pazienza di seguirci fin qui, quella che abbiamo descritto è una storia parziale dei sistemi di pompaggio, concentrata su una manciata di componenti essenziali: pompe, motori, tubature e valvolame. Potremmo “esplodere” ulteriormente il sistema e risalire più a monte nella storia di ogni rivolo tecnologico che è andato ad affluire nell’alveo principale che però si rivelerebbe, non solo un’impresa superiore alle nostre capacità ma, ci sembra di poter dire, anche pretestuosa. I filoni che abbiamo incrociato sono raramente esclusivamente attinenti ai sistemi di pompaggio e, invece, più spesso parte di un generale e fittamente interconnesso progresso tecnologico, all’interno del quale tracciare i confini sembra un esercizio, sovente, arbitrario.

 

note


1 Aveva due pistoni, ciascuno all'interno del proprio cilindro, il quale era munito di una valvola. I pistoni erano collegati da un bilanciere impernato su un montante centrale. I cilindri erano alimentati con acqua attraverso una valvola di fondo situata nella parte inferiore del cilindro. Sollevando e forzando alternativamente i pistoni verso il basso con il bilanciere, si

 sollevava l'acqua e si applicava una forza in modo che potesse essere espulsa fuori da un ugello collegato alla parte superiore del cilindro. Ciò consentiva l'applicazione dell'acqua su un incendio nelle vicinanze.


2La pompa per vuoto è stata uno dei sei strumenti inventati nel XVII° secolo che ha avuto un profondo impatto su scienza sperimentale, gli altri erano l'orologio a pendolo, il telescopio, il termometro, il barometro e il microscopio.


3Se si toglie uno dei quattro elementi dal suo ambiente, dal suo luogo, questi tende a tornarvi: come dimostra un sasso gettato nell'acqua che affondando tende ad andare verso la sua sfera, quella della terra, mentre le bolle d'aria che si liberano nell'acqua tendono ad andare verso l'alto, ossia verso la sfera dell'aria.

La materia, per Aristotele, non è completamente inerte, poiché è anche potenza. In questo senso, essa è il complemento necessario della forma, che pretende di realizzarsi di attualizzarsi.

Si riconoscono nella filosofia di Aristotele due potenze, di cui una si rifà alla materia (potenzialità) e l’altra alla forma (attualità). Si tratta nel primo caso della "potenza di subire un cambiamento", nel secondo di "potenza di farlo". La coppia potenza-atto è un presupposto assiologico e ontologico che Aristotele utilizza per spiegare la realtà del movimento. Per prima cosa non bisogna confondere la potenza con la semplice possibilità logica. Infine, il movimento deve essere ben considerato come un atto, ma imperfetto e incompleto: è l’ "atto di ciò che è in potenza".

Nella sua fisica, Aristotele distingue quattro cause: la causa materiale, la causa efficiente, la causa formale e la causa finale.

Nel caso di un artista che scolpisce una statua, la pietra, che è la condizione di realizzazione dell’opera, è la causa materiale; gli strumenti per tagliare rappresentano la causa efficiente o motrice, che è di tipo tecnico; la causa formale si riferisce al progetto dello scultore, mentre la causa finale si manifesta nello scopo o nell’intenzione che presiede alla realizzazione della statua. La causa finale determina infatti le altre tre cause.


4Teologi, filosofi aristotelici, autorevoli personalità della Chiesa romana e specialmente i gesuiti combattevano a spada tratta la tesi dell’esistenza del vuoto e quella, collegata a filo diretto,

dell’esistenza degli atomi, lasciando a margine gli aspetti tecnico-scientifici. La teologia cristiana, infatti, avvertiva nell’atomismo una prospettiva eretica, giacché una dottrina che prevedeva la generazione e l’evolversi della materia attraverso combinazioni più o meno casuali di atomi immutabili e in moto nel vuoto appariva priva di un fine superiore, tale quindi da mettere in discussione la stessa esistenza di Dio.  


5Il Caccini sdegnato, nella sua denuncia riscontrò come «secondo la mia coscientia repugnano alle divine Scritture esposte da' Santi Padri et conseguentemente repugnano alla fede, che c'insegna dover credere per vero ciò che nella Scrittura si contiene".


 


6 Torricelli che pure si era apertamente proclamato seguace del copernicanesimo, l'11 settembre 1632, nella sua prima lettera a Galileo scritta l’11 settembre 1632, mentre il Maestro già si trovava, condannato all’abiura e al domicilio coatto, ad Arcetri, nel delicato clima culturale creatosi, scelse infatti di autocensurarsi per timore di subire a sua volta le sanzioni della Chiesa, astenendosi dal dibattito sul vuoto e dalle discussioni cosmologiche, mentre in Paesi europei come Francia e Polonia la sua "esperienza dell’argento vivo" sollevò subito un grande clamore.

La stessa scoperta nella penisola italiana fu tenuta quasi segreta: se ne parlò solo all’interno di ristretti circoli scientifici, in particolar modo a Roma e Firenze (città nella quale Torricelli viveva e lavorava dagli inizi del 1642). Non è un caso che siano stati Pascal e Otto von Guericke, Borgomastro di Magdeburgo, a proseguire gli esperimenti, dato che vivevano in un paese riformato il secondo e nella Francia dei pur cattolici ma decisamente pragmatici Richelieu e Mazzarino in cui convivevano, sebbene a fatica, luterani, calvinisti e cattolici


7 L’artista ha anche riorganizzato completamente i vigili del fuoco di Amsterdam in maniera più razionale ed efficace, curando anche l’aspetto formativo di questi uomini, essenzialmente volontari o più spesso di precettati. Si trattava di vere e proprie corvée, in quanto queste persone non ricevevano lo stipendio ma erano soggetti a multe se arrivavano in ritardo sulla scena dell’emergenza. Secondo Peter C. Sutton , autore con Jonathan Bikker, Norbert E. Middelkoop , Marijn Schapelhouman e Arie Wallert di Jan Van Der Heyden 1637-1712, un’opera biografica su questo eclettico personaggio, anche i comuni cittadini presenti sul luogo di un incendio che si rifiutavano di dare una mano quando venivano arruolati dai vigili del fuoco potevano vedersi confiscare il cappello o il cappotto. Jan van der Heyden scrisse anche il primo manuale antincendio: Brandspuiten-boek

 

8 l’invenzione della manichetta ha probabilmente contribuito alla sopravvivenza della pompa semovente come attrezzatura antincendio, altrimenti limitata, e consentendone un progressivo miglioramento.  


9 c’è da ricordare che le vasche di accumulo da cui le pompe attingevano non dava un’autonomia che superasse il minuto. Ciò significava che c’era ancora bisogno di una ininterrotta teoria di uomini che, con i secchi, continuassero a riempire il serbatoio, tanto che negli Stati Uniti questi carri antincendio erano noti come hand tubs, cisterne a mano, proprio perché richiedevano questo tipo di apporto

 

10 Anche se sembra che il primo vero e proprio veicolo dei pompieri, un carro dotato di pompe a mano, fosse stato realizzato a Philadelphia nel 1719, diversi anni dopo un primo modello apparso a Boston, datato 1654 e realizzato da Joseph Jencks, ma prima dei due veicoli arrivati a New York da Londra.


11 La Merryweather & Sons vendeva in tutto l'Impero di Sua Maestà, con la curiosa eccezione del Canada; il successo fu così consistente da donarle una impressionante longevità visto che nel 1966 fu acquisita da Tecalemit e l'anno successivo fusa con la Foamite, altra azienda del gruppo Tecalemit, che la cedette poi nel 1970. Pare che le sue azioni smisero di essere scambiate solo all'inizio degli anni '80.


12 L'autopompa antincendio standard con motore a benzina Merryweather & Sons negli anni precedenti alla prima guerra mondiale era disponibile con la scelta di un motore Aster a 4 cilindri raffreddato ad acqua da 50 o 60 cavalli, cambio a 3 velocità e una trasmissione a catena che forniva potenza al ruote posteriori. L'intera unità poteva raggiungere una velocità di 50 km all'ora "e oltre" su un terreno pianeggiante".


13 Nel 1790 il britannico Thomas Simpson sfrutta l'energia del vapore per pompare motori per applicazioni idriche municipali e fonda la società londinese Simpson and Thompson Co. (predecessore di Worthington Simpson).  


14 Per la precisione di tsuga occidentale o abete canadese occidentale.  


15 I tubi in ghisa per le condutture idriche cittadine negli Stati Uniti furono usati per la prima volta poco dopo, nel 1817 e a proprio a Philadelphia, Pennsylvania. Le tubature lunghe 122 metri e di 11,4 cm di diametro erano state stati importate dall'Inghilterra e rappresentavano un tale miglioramento rispetto ai tubi esistenti che la città ha deciso di adottarli per tutte le installazioni future. I tubi in legno infatti tendevano a piegarsi e non potevano sostenere molta pressione, un vero e proprio ostacolo all'approvvigionamento idrico ed alla trasmissione del vapore.  


16 Il convertitore Bessemer è un particolare forno a forma di pera inventato nel 1856 da Henry Bessemer e utilizzato per convertire la ghisa liquida in acciaio, riducendo l'eccesso di carbonio presente nella ghisa fusa prodotta nell'altoforno. È  stato il primo forno a permettere la produzione dell'acciaio in un'unica fase di lavorazione.


17 Negli anni '60 del XX° secolo, in particolare, la tecnologia CNC consentì ulteriori progressi.  


18 Prima dell'invenzione della curvatura dei tubi per gli oleodotti, il petrolio veniva trasportato dai pozzi petroliferi alle stazioni ferroviarie a cavallo in botti di whisky di legno convertite. È a causa di questi barili di whisky di legno che ancora oggi misuriamo il petrolio al barile.  


19 In Australia, c'era un'altra ragione per l'uso del ferro ondulato in aree remote: la difesa. Nel 1885, il governo del Queensland ha specificato che le stazioni telegrafiche dovessero essere costruite in lamiera ondulata di grosso spessore in modo da essere a prova di lancia e ignifughe per offrire protezione dalle ribellioni e dalle rivolte aborigene.  


20 Con il termine charaka si usava riferirsi alla figura del medico itinerante, mentre attualmente si identifica con Charaka il padre della medicina indiana, l'autore del testo Charaka Samhita, che insieme al Sushruta Samhita, costituisce quello che oggi è il canone dell'Ayurveda, un sistema di medicina e stile di vita sviluppato nell'antica India.


21 L'ossido di zinco è usato ancora oggi, per le malattie della pelle, nelle creme alla calamina e negli unguenti antisettici.  


22 Galvanizzazione era anche un termine usato nel XIX° secolo per descrivere la somministrazione di scosse elettriche.


23 Questo gigante della scienza che abbiamo incontrato in altri articoli di questa collana, come ad esempio in quello dedicato alla storia dei rilevatori d’incendio, è ancora una volta presente, almeno indirettamente, nella storia antincendio  


24 In particolare durante il periodo 1940-1952, sono state fatte notevoli ricerche su vari tipi di cemento, metodi di produzione e metodi di polimerizzazione della malta cementizia per migliorare la qualità dei rivestimenti. Il processo centrifugo per il rivestimento è stato ulteriormente sviluppato durante il periodo 1940-1952 per fornire i controlli e le tecniche necessarie per garantire l'uniformità dello spessore per tutta la lunghezza di un tubo. Un'altra importante revisione nell'edizione del 1953 fu il riconoscimento della capacità dei materiali asfaltici di rivestimento di tenuta di fornire una polimerizzazione controllata della malta. Oggi, il rivestimento in  malta cementizia viene applicato sia con il processo centrifugo che con il metodo di proiezione, mantenendo così un eccellente controllo di qualità del funzionamento della malta cementizia e del rivestimento. I rivestimenti prodotti con questi metodi sono densi, lisci e offrono pochissima resistenza all'attrito al flusso d'acqua.


25 Queste prime pompe a vapore furono inizialmente applicate per rimuovere l'acqua dalle miniere di carbone in Inghilterra, ma furono successivamente adattate per un'ampia varietà di usi, inclusa la fornitura di pompe antincendio per applicazioni municipali e industriali.  


26 Un piccolo pistone secondario era montato in linea e funzionava come una molla che impediva alla valvola di incepparsi.


27 L'ingegno di Henry Rossiter Worthington generò un'industria che sarebbe diventato un importante segmento manifatturiero negli Stati Uniti, assorbendo la maggior parte dei suoi concorrenti a fine del XIX° secolo. La sua invenzione è stata applicata ad acquedotti, miniere, all'industria della raffinazione del petrolio, al settore navale, all'industria nucleare e ad una miriade di altri processi che coinvolgono il movimento fluido.  


28 Nel medesimo anno la Knox Automobile Company di Springfield, Massachusetts immise sul mercato quella che alcuni ritengono la prima autopompa al mondo


29 Nel secondo trentennio del secolo XIX° monta una vera e propria marea di brevetti sulle macchine elettromagneti, sono circa 100 nella sola Inghilterra tra il 1837 e il 1866.  


30 R. Hunt riferì nel 1850 nel British Philosophical Magazine che l'energia elettrica, anche nelle migliori condizioni, è 25 volte più costosa di una macchina a vapore.  


31 Questa pompa ad ingranaggi ha permesso di fare a meno delle valvole a saracinesca alternative utilizzate da Ramelli. Pappenheim alimentava la sua macchina con l’energia idrica di una ruota idraulica azionata e veniva usata per alimentare le fontane d'acqua. L'imperatore Ferdinando II gli concesse un "privilegio" - l'equivalente di un brevetto - riguardo a questa invenzione.  


32 Otto van Guericke inventa la pompa per vuoto a pistone, nel 1650; utilizzava rondelle in pelle per evitare perdite tra il cilindro e il pistone.


33 La sua azienda aveva anche iniziato a produrre pompe scientifiche, ad esempio pompe in porcellana per lavori chimici.  


34 si, esattamente quel Reynolds a cui si deve in numero di Reynolds e le fondamenta della dinamica del flusso turbolento così importante nella modellizzazione degli incendi…ma questa è un'altra storia


35 Pur avendo trascorso la maggior parte della sua carriera a New Orleans, Wood ha anche progettato i sistemi di drenaggio,  pompaggio e fognatura per altre città tra cui Chicago , Milwaukee Baltimora e San Francisco, nonché progetti in Canada, Egitto, Cina e India. Il suo lavoro è stato particolarmente utile negli Zuiderzee Works , che hanno bonificato vaste aree di terra dallo Zuider Zee nei Paesi Bassi.  


36 Detentore di oltre 90 brevetti negli Stati Uniti, Arutunoff è stato inserito nella Oklahoma Hall of Fame nel 1974. Il suo "Electrodrill" ha aiutato gli scienziati a penetrare per la prima volta nella calotta glaciale antartica nel 1967. La tecnologia electric submersible pumps ESP di Arutunoff ha avuto rapidamente un impatto significativo sul business del petrolio  


37 In fluidodinamica, il principio di Bernoulli afferma che per un flusso non viscoso, un aumento della velocità del fluido si verifica contemporaneamente a una diminuzione della pressione o a una diminuzione dell'energia potenziale del fluido.  


38 Alla fine della seconda guerra mondiale, l'ammiraglio Harold Rainsford Stark, che era capo delle operazioni navali all'inizio del conflitto, scrisse che, a suo avviso, Harry Vickers aveva fatto più di qualsiasi altro civile per vincere la guerra.  


39 L’idea era già stata concepita da Gottfried Wilhelm Leibnitz nel 1698 ma non realizzata.  


40 Strumenti impiegati per misurare le deformazioni nei componenti sollecitati da forze non necessariamente idrauliche o pneumatiche


41 La resistenza elettrica dei conduttori varia, ovviamente, con la deformazione. Questo effetto venne investigato da Charles Wheatstone (1802-1875), William Thompson (1824-1905) e, in seguito, da Lord Kelvin – lo stesso che utilizzò il ponte di Wheatstone, di cui abbiamo sommariamente descritto il funzionamento nel nostro articolo sulla storia dei sistemi di rivelazione) per misurare le variazioni di resistenza.  


42 Brevettare il sistema non bastava, tuttavia; All’inizio del 1938 gli estensimetri meccanici, così come quelli ottici, avevano raggiunto una notevole diffusione ed un elevato grado di sviluppo. Gli estensimetri a resistenza elettrica infatti riscontrarono numerose difficoltà nell’affermarsi. Il problema principale era il fatto che non si presentavano bene, tanto che molti lo definirono in modo poco professionale: “un po’ di filo elettrico, carta da sigarette e collante casalingo”. Ruge non si fece scoraggiare nè da queste critiche nè dall'aver perso la gara al brevetto e fortemente convinto delle potenzialità del nuovo trasduttore si rivolse alla Baldwin-Southwark per commercializzare il suo dispositivo. L’industria, per tutelarsi, poiché conosceva il lavoro precedentemente svolto da Simmons, chiese a quest’ultimo di depositare un suo brevetto e di cedere in seguito i diritti alla stessa azienda. Ruge fu così tagliato fuori un altra volta dalla diffusione, post 1942, degli estensimetri basati sui suoi prototipi mentre Simmons, che non si era più occupato di estensimetria, grazie alla cessione del suo brevetto ottenne ricchezza e notorietà e nel 1944 ottenne la Franklin Institute Medal.


43 L'effetto dello stress su silicio drogato con germanio è noto sin dal lavoro di Smith presso i Bell Laboratories nel 1954. Da allora, i ricercatori hanno ampiamente riportato su microscala, estensimetri piezoresistivi, sensori di pressione, accelerometri e sensori di forza/spostamento a sbalzo, inclusi molti dispositivi di successo commerciale, da cui si sono sviluppati i sistemi microelettromeccanici (MEMS).


44 William Thomson (Lord Kelvin) riferì per la prima volta sul cambiamento di resistenza con l'allungamento in ferro e rame nel 1856. Motivato dal lavoro di Lord Kelvin, Tomlinson ha confermato questo cambiamento di conduttività indotto dalla deformazione e ha effettuato misurazioni dell'elasticità e della conduttività dipendenti dalla temperatura e dalla direzione dei metalli sotto vari orientamenti di carichi meccanici e correnti elettriche.

Le tecniche di misurazione furono replicate, perfezionate e applicate ad altri conduttori policristallini e amorfi da diversi ricercatori.  Nel 1935, Cookson applicò per la prima volta il termine piezoresistenza alla variazione della conduttività con lo stress, distinta dalla variazione frazionaria totale della resistenza. Il termine è stato molto probabilmente coniato dopo piezoelettricità, la generazione di carica con stress applicato, un effetto mediato dal ferroelettrico molto diverso dalla piezoresistività. Hanke ha coniato il termine piezoelettricità nel 1881 da 'piezen' dal greco per premere. Nel 1938, più di 80 anni dopo la scoperta della piezoresistenza, Clark e Datwyler usarono un filo incollato per monitorare la deformazione in un elemento sollecitato. Nel suo articolo fondamentale sulla piezoresistenza dei semiconduttori, CS Smith, ricercatore presso i Bell Laboratories della Case Western Reserve University, ha riportato le prime misurazioni del coefficiente di taglio piezoresistivo "eccezionalmente grande" nel silicio e germanio.


45 Lasciato la Marina dopo la seconda guerra mondiale, Roy Dunlap era partito con appena 2.000 dollari di capitale e un dipendente, dieci anni dopo si ritrovava, con una ben avviata officina per macchine commerciali. In quel 1956 era venuto a conoscenza di alcune installazioni petrolifere che avevano bisogno di un accurato pressostato per evitare che i loro serbatoi traboccassero. Roy chiese aiuto a Ben Brown, un professore di fisica presso l'Università del Kansas, e insieme crearono il pressostato statico "O" Ring.  

 

9Colonne , s.d. Negli Usa il primo estintore della storia. [Online]
Available at: https://www.9colonne.it/39542/negli-usa-il-primo-estintore-della-storia#.YBpWLuhKiUk

3. 1725 NEWSHAM. s.d. [Film] s.l.: s.n.

American Oil & Gas Historical Society, s.d. Inventing the Electric Submersible Pump. [Online]
Available at: https://aoghs.org/technology/electric-submersible-pump-inventor/

Andrade, E. N. d. C., s.d. The history of the vacuum pump. [Online]
Available at: https://www.sciencedirect.com/science/article/abs/pii/0042207X5990555X#!

Anon., s.d. Direct-acting hydraulic steam-pump. s.l. Brevetto n. US13370A.

Anon., s.d. Improvement in pumping-englnes. s.l. Brevetto n. US24838A.

Anyang KaiDi Electromagnetic Technology Co., s.d. Brief Developing History of Hydraulic Valve. [Online]
Available at: http://www.solenoidsupplier.com/brief-developing-history-of-hydraulic-valve/

Blanqui, A.-J., s.d. Histoire de l'Exposition des produits de l'industrie française en 1827. [Online]
Available at: https://books.google.it/books?id=lBE1AAAAMAAJ&lpg=PA68&dq=pompe%20Dietz%20histoire&hl=it&pg=PA2#v=onepage&q=pompe%20Dietz%20histoire&f=false

Bonds, R. W., s.d. CEMENT-MORTAR LININGS FOR DUCTILE IRON PIPE. [Online]
Available at: https://cdn.ymaws.com/www.isawwa.org/resource/resmgr/handouts_for_seminars/cementmortarlinings.pdf

Bourdon - Baumer Group, s.d. History and Innovation: Innovation by Bourdon based on the original Bourdon tube. [Online]
Available at: https://www.bourdon-instruments.com/us/en/company/history-and-innovation/a/history-and-innovation

City of Saskatoon, s.d. History of Merryweather and Sons, Ltd.. [Online]
Available at: http://digital.scaa.sk.ca/gallery/fire/merry.htm

Dutch News , s.d. Master Dutch painter revolutionised fire-fighting. [Online]
Available at: https://www.dutchnews.nl/features/2014/02/master_dutch_painter_revolutio/

Elektrotechnisches Institut (ETI), s.d. The invention of the electric motor 1856-1893. [Online]
Available at: https://www.eti.kit.edu/english/1390.php

en.wikipedia.org, s.d. A. Baldwin Wood. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/A._Baldwin_Wood

en.wikipedia.org, s.d. Armais Arutunoff. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Armais_Arutunoff

en.wikipedia.org, s.d. Cement-mortar lined ductile iron pipe. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Cement-mortar_lined_ductile_iron_pipe

en.wikipedia.org, s.d. Eugène Bourdon. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Eug%C3%A8ne_Bourdon

en.wikipedia.org, s.d. Francis Hauksbee. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Francis_Hauksbee

en.wikipedia.org, s.d. Gwynnes Limited. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Gwynnes_Limited#cite_ref-1

en.wikipedia.org, s.d. Harry Franklin Vickers. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Harry_Franklin_Vickers

en.wikipedia.org, s.d. Henry Rossiter Worthington. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Henry_Rossiter_Worthington

en.wikipedia.org, s.d. John Appold. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/John_Appold

en.wikipedia.org, s.d. Water tower. [Online]
Available at: https://en.wikipedia.org/wiki/Water_tower

Equities, P., s.d. A Brief History of Steel Pipe. [Online]
Available at: http://www.pipelineequities.com/A-Brief-History-of-Steel-Pipe.php

Eriksen, A., s.d. A Brief History of Fire Hose. [Online]
Available at: https://rawhidefirehose.com/blog/brief-history-fire-hose/

FAVALE, V. T., s.d. Understanding fire pumps, their applications and sizing. [Online]
Available at: https://www.csemag.com/articles/understanding-fire-pumps-their-applications-and-sizing/

Flow Spares, s.d. Basic informations and history about centrifugal pump. [Online]
Available at: https://ita.calameo.com/read/0009015025b24f379ec9b

Galvanizers Association, s.d. History of galvanizing. [Online]
Available at: https://www.galvanizing.org.uk/hot-dip-galvanizing/history-of-galvanizing/

Green Plumbing, s.d. The Facts About Jockey Pumps. [Online]
Available at: https://www.pmengineer.com/articles/87645-the-facts-about-jockey-pumps

History, G. G. t. B. I., s.d. Merryweather and Sons. [Online]
Available at: https://www.gracesguide.co.uk/Merryweather_and_Sons

hungerford virtual museum, s.d. 18th century Fire Pumps. [Online]
Available at: https://www.hungerfordvirtualmuseum.co.uk/index.php/31-themes/fires-and-firefighting/700-18th-century-fire-pumps

Industrial Quick Search, s.d. Pressure Switches. [Online]
Available at: https://www.iqsdirectory.com/articles/pressure-switch.html

INTERPRODUCTIONS, A., s.d. FISICA ARISTOTELICA. [Online]
Available at: ips.it/scuola/concorso/kant/fisar.htm

Istituto e Museo di Storia della Scienza, Firenze, s.d. Il vuoto: un concetto assurdo. [Online]
Available at: http://www.imss.fi.it/vuoto/iorror1.html

it.wikipedia.org, s.d. Autopompa. [Online]
Available at: https://it.wikipedia.org/wiki/Autopompa

it.wikipedia.org, s.d. Charaka. [Online]
Available at: https://it.wikipedia.org/wiki/Charaka

it.wikipedia.org, s.d. Daniel Bernoulli. [Online]
Available at: https://it.wikipedia.org/wiki/Daniel_Bernoulli

it.wikipedia.org, s.d. Evangelista Torricelli. [Online]
Available at: https://it.wikipedia.org/wiki/Evangelista_Torricelli

it.wikipedia.org, s.d. Fisica (Aristotele). [Online]
Available at: https://it.wikipedia.org/wiki/Fisica_(Aristotele)

it.wikipedia.org, s.d. Horror vacui. [Online]
Available at: https://it.wikipedia.org/wiki/Horror_vacui

it.wikipedia.org, s.d. Lucien Vidi. [Online]
Available at: https://it.wikipedia.org/wiki/Lucien_Vidi

it.wikipedia.org, s.d. Sucker rod. [Online]
Available at: https://it.wikipedia.org/wiki/Sucker_rod

it.wikipedia.org, s.d. Torrino piezometrico. [Online]
Available at: https://it.wikipedia.org/wiki/Torrino_piezometrico

Jackson, J. D., s.d. Reynolds the Engineer. [Online]
Available at: https://personalpages.manchester.ac.uk/staff/jdjackson/Osborne%20Reynolds/oreync.htm

M. Mareeswarana, M. A. S. A. B., s.d. Experimental Analysis of Steam Operated Vacuum Pump. [Online]
Available at: http://inpressco.com/wp-content/uploads/2013/06/Paper232-35.pdf

Marinelink, s.d. SOR Founder Roy R. Dunlap Passed Away Aged 90. [Online]
Available at: https://www.marinelink.com/news/founder-dunlap-passed354907

Mattox, D. M., s.d. The Return of the Piston Pump. [Online]
Available at: https://www.nmfrc.org/pdf/p0200d.pdf

Nanolever, s.d. Storia degli estensimetri. [Online]
Available at: https://www.nanolever.com/estensimetri/

Nicholson Plastics , s.d. Early Stage Development of Large Scale Water Tanks. [Online]
Available at: https://www.nicholsonplastics.co.uk/history-evolution-of-cold-water-storage-tanks/

Nolan, D. P., s.d. Fire Fighting Pumping Systems at Industrial Facilities. [Online]
Available at: https://books.google.fr/books?id=cc3zg_kKIFAC&lpg=PA1&hl=it&pg=PP1#v=onepage&q&f=false

PetroWiki, s.d. Electrical submersible pumps. [Online]
Available at: https://petrowiki.spe.org/Electrical_submersible_pumps

Philadelphia Water Department, s.d. Fairmount Water Works. [Online]
Available at: http://www.phillyh2o.org/canvas/canvas05.htm

Pumps & Systems, s.d. The History of Pumps: Through the Years. [Online]
Available at: https://www.pumpsandsystems.com/history-pumps-through-years

Redhead, P., s.d. HISTORY OF VACUUM DEVICES. [Online]
Available at: https://cds.cern.ch/record/455984/files/p281.pdf

Redhead, P., s.d. HISTORY OF VACUUM DEVICES. [Online]
Available at: https://cds.cern.ch/record/455984/files/p281.pdf

Robert A. Harasta, J., s.d. A Condensed History of Corrugated Tanks. [Online]
Available at: http://www.watertanks.com/corrugated-tanks-history

Sale, J., s.d. A brief history of pipes - from the Romans to today's oil and gas technology. [Online]
Available at: https://www.omsmeasure.com/blog/a-brief-history-of-pipes

Singh, A., s.d. What are BFP ( Boiler Feed Pump ) – Parts & Working. [Online]
Available at: https://shipfever.com/boiler-feed-pump-working-parts/

Toscano, F., s.d. Evangelista Torricelli: grandi scoperte e autocensure. [Online]
Available at: https://oajournals.fupress.net/index.php/cdg/article/download/8654/8652/

Valvias, s.d. The History of the Valves. [Online]
Available at: http://www.valvias.com/history.php

Wallace, S., s.d. Back to the beginning. [Online]
Available at: https://www.groundwatercanada.com/back-to-the-beginning-1810/

Wallis, M., s.d. Oil Man: The Story of Frank Phillips and the Birth of Phillips Petroleum. [Online]
Available at: https://books.google.it/books?id=dVfRBAAAQBAJ&lpg=PA194&hl=it&pg=PA196#v=onepage&q&f=false

World Pumps, s.d. A brief history of pumps. [Online]
Available at: https://www.worldpumps.com/general-processing/features/a-brief-history-of-pumps/

Yin, Y., s.d. Electro Hydraulic Control Theory and Its Applications Under Extreme Environment. [Online]
Available at: https://books.google.it/books?id=S1qIDwAAQBAJ&lpg=PA3&dq=vickers%20control%20valve%201936&hl=it&pg=PA4#v=onepage&q=vickers%20control%20valve%201936&f=false

Yuken, s.d. the history of hydraulics. [Online]
Available at: https://www.yukeneurope.com/the-history-of-hydraulics/

 

 

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Gianfranco Rocchi è curatore del digital content marketing di Mozzanica&Mozzanica Srl; con una formazione accademica in storia economica, ha una esperienza di oltre quindici anni nella consulenza aziendale relativamente ai sistemi di gestione aziendale e della salute e sicurezza sul lavoro. È stato inoltre autore di contenuti per la televisione ed il podcasting.

 

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