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Le Origini - IDRANTE. STORIA MILLENARIA DI UN SISTEMA ANTINCEDIO.

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

* in copertina: tratto dal calendario Mozzanica 2021 – Sistema di pompe idrauliche attivate da una ruota ad acqua della Firemount Waters Works di Philadelphia, 1872.

etimologia rivelatrice

Un lettore che ha confidenza con la mitologia greca potrebbe pensare che possano avere un’origine etimologica comune il mostro mitologico a sette teste, in grado di uccidere un uomo con il solo respiro, e che Ercole sconfisse nella palude di Lerna – l'Idra, appunto – e il dispositivo antincendio al quale vengono collegate delle serpentine manichette traboccanti acqua – l’idrante. Il lettore sbaglierebbe, ma non troppo.

L’Idra era una creatura acquatica, sconfitta, da Eracle, col fuoco; e col fuoco l’idrante ha ingaggiato una lotta che dura, nelle sue diverse forme, da millenni. Come la figlia di Tifone ed Echidna, l’idrante, nella storia, ha mostrato molte “teste”; alcune sono state tagliate – fuor di metafora, si sono rivelate varianti tecnologicamente inadeguate – ma sempre nuove teste sono spuntate e ancora oggi non è giunto un Ercole in grado di sconfiggerlo.

La storia che ci accingiamo a raccontare ripercorrerà alcuni millenni; l’idrante infatti, nelle sue forme più primordiali, come strumento per spruzzare acqua sul fuoco, apparve già tra le prime grandi civiltà.

Il nome che oggi utilizziamo, tuttavia, ha un etimologia interessante che anticipa – allerta spoiler! – quale sarà il percorso che porterà all’idrante moderno.

Infatti, se cercate su un dizionario etimologico il termine, non troverete nessun nesso con l’Idra di Lerna1, bensì questa definizione:

idrante s. m. [dall’ingl. hydrant, der. del gr. δωρ «acqua»]

il motivo per cui, nella lingua che più di tutte, assieme a quella ellenica, conserva un legame profondo con la cultura classica greco-romana, il termine italiano che designa questo presidio antincendio debba derivare dalla mediazione inglese, la dice lunga sul viaggio intrapreso dal concetto di idrante nella storia, ed in quella recente in particolare.

 

antichi idranti occidentali

Un passo fondamentale nella storia dell’idraulica, fu rappresentato dallo sviluppo di dispositivi come il sifone. Poco è noto sulla loro graduale evoluzione, se non attraverso casuali illustrazioni nei documenti egizi che ne testimoniano l’esistenza ed i progressi costruttivi.

La siringa, prima applicazione del pistone scorrente in un cilindro a tenuta - certo precursore del principio della pompa – compare frequentemente nelle raffigurazioni che descrivono l’arte dell’imbalsamazione nell’antico Egitto.  Molti congegni, pratiche applicazioni di ancora non noti principi di idraulica (come il sifone, il mantice, la siringa, l’orologio ad acqua), in Egitto erano normalmente utilizzati da secoli se non da millenni e furono acquisiti dai Greci, rappresentando – in alcuni casi – punto di partenza per nuovi traguardi.

Sebbene compaia già in alcuni documenti egizi, ad esempio, anche se in forma semplificata, è ad Archimede che è attribuita l’invenzione della vite d’acqua, oggi detta Vite di Archimede o coclea; una tecnologia che costituì un importante progresso nel sollevamento delle acque.

Per arrivare alla prima vera e propria pompa, tuttavia, dobbiamo attendere Ctesibio di Alessandria; nonostante fosse figlio di un barbiere e barbiere lui pure, si applicò all'idraulica, anzi pare che sia stato lui ad impiegare per primo l’aggettivo «idraulico» nell'accezione che usiamo tutt’oggi. La sua pompa, l’antilia, era composta di due pistoni disposti uno di fronte all’altro e scorrenti in altrettanti cilindri, in grado di produrre un getto d’acqua con una pressione utile significativa.  I pistoni, che erano azionati alternativamente da un’asta orizzontale che li collegava insieme, pompavano l’acqua dentro i cilindri dal basso,  e quando uno dei pistoni veniva abbassato dall’asta, l’acqua usciva da un foro laterale del cilindro che indirizzava il fluido verso l’alto. Erone e Vitruvio, che ci hanno lasciato la descrizione della macchina, consigliavano di costruirla in bronzo perché è il materiale più resistente, ma gli archeologi ne hanno ritrovato soprattutto resti in legno. La pompa era azionata dalla forza umana che premeva sull’asta. Non pare sia stata impiegata in epoca ellenistica, ma solo a partire dal I secolo d.C. e il suo uso fu ristretto allo spegnimento di incendi.

Un altro rappresentante della scuola alessandrina, Philo (o Philone) di Bisanzio, lavorò sul principio di funzionamento del sifone, utilizzandolo in molti ingegnosi dispositivi, come le camere a pressione, in parte riempite di aria; alcuni di questi sistemi avevano l’esplicito effetto di mantenere, durante il flusso, il livello costante nel recipiente dal quale il sifone estrae il liquido. Di queste innovazioni pare si facesse uso, però, solo nei giochi d'acqua e nelle fontane.

A simili applicazioni sembra siano state destinate anche le invenzioni di un altro figlio della cultura alessandrina, Erone. Il superamento del dogma aristotelico dell’inesistenza del vuoto aprì la mente di Erone alla comprensione del principio di funzionamento del sifone e dei vasi comunicanti oltre ad un innumerevole serie di intuizioni correlate, che tuttavia dovettero attendere altri 1500 anni per trovare terreno fertile in cui attecchire.

Il bisogno di governare le acque fu, nell’antichità, prevalente alla necessità di capirne le leggi fisiche, poiché le conoscenze empiriche e la tecnologia disponibile erano sufficienti a soddisfare le esigenze collettive.

Con il passaggio del testimone da parte della cultura della  Grecia antica sembrano interrompersi gli sviluppi della ricerca teorica legata allo studio del comportamento dei fluidi e dell’acqua in particolare. La civiltà di Roma subentrò a quella ellenica superandola nelle realizzazioni pratiche ma subendone l’influenza con apparente soggezione, quasi a considerarla già completa, non più suscettibile di sviluppo.

La pompa a pistoni fu ben presto assimilata e perfezionata dalla civiltà di Roma, capace di produrre pompe a stantuffo, con uno o due cilindri, di prestazioni certo notevoli per quei tempi. Alcuni ritrovamenti nell’Europa centrale dimostrano l’esistenza di pompe, infisse in pozzi, in grado di superare dislivelli superiori ai quindici metri e di produrre una portata continua anche superiore ai sessanta litri al minuto. I cilindri, in legno rivestiti di piombo, erano percorsi da stantuffi in legno con guarnizioni in pelle, mentre le valvole, alla base del cilindro, erano in pelle fissate al cilindro con chiodature.

 

vigiles

Furono proprio i romani a fare uno dei primi usi di queste innovazioni a scopi antincendio.

Durante la Repubblica la competenza sugli incendi era dei tresviri capitales, detti poi anche tresviri nocturni, che si avvalevano di un corpo di schiavi, come manod'opera. Nel 6 d.c. tuttavia l’imperatore Ottaviano Augusto, riformando un preesistente corpo antincendio, formato da circa 600 schiavi, che fino ad allora aveva operato sotto la guida dei magistrati aediles curules, fondò la militia vigilum,  il primo vero corpo di vigili del fuoco scientificamente organizzati nella storia2.

Augusto, che aveva suddiviso la città di Roma in quattordici regioni, pose ciascuna di esse sotto il controllo di sette cohortes, comandate ciascuna da un tribuno, suddivise a loro volta in sette centurie ciascuna, a capo dei quali era il centurione, cui si affiancavano i sottufficiali adiutores centurionis.

L’intera militia vigilum era capitanata dal praefectus vigilum. Si trattava di un'organizzazione avanzatissima per l'epoca che finì per contare fino a 7000 effettivi. Questi alloggiavano in caserme, chiamate statio, e posti di guardia o distaccamenti, noti come excubitorium.

La presenza di queste caserme e posti di guardia e di uomini perennemente dimoranti nelle caserme e addetti specificamente all’opera di prevenzione e repressione degli incendi, unitamente a compiti di polizia cittadina, serviva a sorvegliare i 423 quartieri dell'Urbe con oltre 147.000 edifici, in larga parte insulae costruite in legno, dove abitavano più di un milione di abitanti.

In ogni reparto c'erano militi specializzati in varie mansioni, tra i quali, quelli che interessano i nostro discorso, erano i vigiles acquarii, addetti alle pompe ed alle prese d'acqua e pertanto paragonabili ai moderni pompieri, ma pure esperti nella staffetta con i secchi e i vigiles siphonarii cui spettava il compito di azionare le pompe.

Le pompe a sifone - siphones, dirette evoluzioni dell’antlia ctesibiana – costituite da due cilindri con quattro valvole ed una cassetta di compensazione, azionata da stantuffi a movimento alternato, e serviva principalmente per aspirare l’acqua e spingerla verso l’alto. Occorreva un'esperienza per dosare la pressione e dirigere il getto.

Come mezzi di trasporto venivano utilizzati dei carri, trainati dai cavalli, sui quali erano montate delle botti che trasportavano l’acqua. Altri carri erano invece adibiti al trasporto del materiale.

L’acqua per lo spegnimento degli incendi veniva convogliata o all’interno di tronchi d’albero cavi, ma più spesso all’interno di vere e proprie tubazioni in cuoio.

Spesso i vigiles rifornivano le loro botti direttamente nelle terme o nelle varie cisterne presenti in città.

Ma non furono solo egizi, greci o romani a porsi il problema di avere riserve idriche e sistemi per spruzzare l’acqua sulle fiamme. Il problema degli incendi infatti fu affrontato in modo analogo da diverse culture.

 

antichi idranti cinesi

La Città Proibita fu completata nel 1420 durante la dinastia Ming. Solo nel secondo anno dopo il suo completamento, il Palazzo fu colpito da un fulmine e tre edifici principali furono ridotti in cenere; da allora, il palazzo prese fuoco quasi ogni anno3.

Notando il problema, gli antichi cinesi installarono dei dispositivi parafulmine a partire dalla prima dinastia Qing. Sulle cornici di alcune sale del Palazzo, infatti, si vedono ancora figure animali che allungano la lingua di ferro. Ogni lingua è collegata ad un filo di ferro che va dal tetto, lungo il pilastro, fino a terra. Le conoscenze scientifiche del tempo tuttavia erano limitate e non tutti questi dispositivi funzionavano, quindi il Palazzo non fu completamente risparmiato; altre cause di incendio, inoltre, provenivano dalle stufe e dai fuochi d'artificio.

Sebbene la dinastia Qing abbia occupato la Città Proibita più a lungo dei Ming, il numero di disastri causati dagli incendi durante il loro regno fu molto più basso. Questo grazie a squadre antincendio ante litteram, assegnando agli eunuchi l'ispezione quotidiana di fuochi e candele, secondo regole molto rigide.

Durante la dinastia Qing, la Camera degli affari interni gestiva centinaia di vasche in rame e ferro grandi o piccole poste in tutto il Palazzo. Ogni mattina, i funzionari del Ministero degli Interni ordinavano al personale di servizio di attingere acqua dal pozzo e riempire tutti i grandi tini, ricambiando l’acqua perché non imputridisse. Ciascuna vasca poteva contenere fino 3.000 litri.

Ogni anno nella stagione della neve, gli eunuchi mettevano una speciale copertura di cotone sulla vasca e uno spessa coperta sulla parte superiore.  Allo stesso tempo, nella base di marmo bianco sotto il tino di rame veniva posto un focolare con carbone di legna, tenuto acceso 24 ore su 24, per impedire il congelamento dell'acqua4.

Secondo il registro della «Cerimonia nella Grande dinastia Qing», c’erano 308 grandi tini nella Città Proibita5.

Le dinastie Ming e Qing spesero considerevoli risorse materiali e finanziarie per costruire questi grandi tini6.

Avere acqua, tuttavia, non bastava; servivano strumenti per spruzzarla sulle fiamme.

La soluzione fu trovata nel Ji Tong (唧筒) noto anche come Ji Shui Tong (唧水筒, pompa dell'acqua), una semplice pompa portatile fatta di bambù. Essenzialmente una pistola ad acqua in bambù di grandi dimensioni7.

Mettendo un'estremità di un ji tong in un tino e pompando, l'acqua veniva spruzzata fuori.

Dal questo dispositivo prendeva il nome il dipartimento – ji tong, appunto – del primo corpo dei vigili del fuoco registrato nei documenti storici della Cina, istituito per ordine dell'imperatore Kangxi, a cui era affidata la responsabilità di sovrintendeva ai ji tong e spegnere gli incendi.

Grazie a questi primi idranti, la più grande struttura in legno al mondo si è conservata miracolosamente fino ad oggi.

 

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medioevo

Torniamo ora nel nostro continente, in un’epoca approssimativamente coeva alle vicende cinesi di cui abbiamo parlato, per vedere come evolveva la protezione antincendio europea dell’epoca.

Nelle città medievali il servizio di protezione contro gli incendi rientrava, come quello di guardia, nei doveri dei cittadini o delle corporazioni. Noto grazie alle prescrizioni antincendio, l'equipaggiamento dei pompieri si componeva, analogamente a quello dei servizi militare e di polizia, di oggetti personali (secchio in cuoio) e di proprietà del comune (pertiche, scale, funi, accette e secchi supplementari). Di sistemi analoghi ai siphones non si vide un impiego sostanziale fino almeno al XVI secolo, quando entrarono in uso le pompe idrauliche, seguite dalla metà del XVII secolo da pompe antincendio portatili e mobili, che producevano un getto d'acqua continuo grazie a una camera d'aria8. L'impiego di manichette in cuoio e, dal 1690, in canapa aumentò le prestazioni delle pompe a pressione, affiancate, dopo il 1700 da quelle ad aspirazione, ancora più efficienti. Questi mezzi erano azionati da sei a otto uomini sotto la sorveglianza di un responsabile.

 

il grande incendio di londra

Una cesura storica nell’evoluzione del idrante antincendio potremmo individuarla nel Grande Incendio di Londra del 1666. L'incendio non solo causò la distruzione degli edifici, ma anche la distruzione di gran parte delle infrastrutture di supporto della città. Un grande incendio è sempre un test significativo per i sistemi idrici, ma in un'epoca di tubi in legno e piombo, ruote idrauliche e pompe in legno e cisterne, anch’esse in legno, rivestite di piombo, era anche una minaccia per l'integrità delle strutture idriche.

La Londra che perì nel Grande Incendio infatti era una città con i piedi ben piantati nel Medioevo.

All'inizio del XIII secolo, l’odierna capitale britannica, era una piccola comunità situata sulla riva nord del Tamigi. Comprese le zone limitrofe, contava una modesta popolazione di 40.000 abitanti. Nel 1666, i londinesi erano arrivati a più di mezzo milione. La città era la più grande d'Europa e di gran lunga la più grande città d'Inghilterra. Bristol, la seconda città più grande del paese, aveva una popolazione di appena 30.000 abitanti. A differenza di altri paesi, l'Inghilterra aveva una sola capitale, ed era enorme. L'intera economia dell'Inghilterra era governata da Londra; la città aveva un porto attivo che gestiva i quattro quinti del commercio estero del paese.

L'espansione della città è stata imprevista (e quindi non urbanisticamente gestita) e influenzata dalla sua geografia, in particolare dai suoi corsi d'acqua.

All'interno delle mura della città, le case erano raggruppate in lunghe linee ininterrotte che racchiudevano strade adiacenti, generalmente strette e pavimentate con ciottoli, buie, tortuose e maleodoranti. Le case a graticcio, con i loro frontoni aggettanti verso le strade, erano alte due, tre e talvolta quattro piani, e spesso ogni piano sporgeva oltre quello sottostante.

La Londra storica dipendeva dal Tamigi. Aperto e ampio, con centinaia di traghetti a due remi, il fiume era la strada principale di Londra. Non stupisce quindi che London Bridge fosse una delle strutture più importanti della Londra medievale9.

Gli archi del ponte ospitavano ruote idrauliche utilizzate per azionare pompe dell'acqua e mulini.

Durante il Medioevo, non era raro che quelle parti di Londra vicine al Tamigi utilizzassero il fiume come principale fonte di acqua per la cucina. Lontano dal fiume, le case venivano costruite principalmente dove c'erano letti di ghiaia o terriccio. Questi terreni fornivano un buon approvvigionamento idrico ai pozzi poco profondi fino a quando un aumento della popolazione non portò alla loro contaminazione.

All'inizio del XIII secolo, l'aumento della popolazione rese insufficiente l'approvvigionamento idrico esistente. Autorizzata nel 1236, la costruzione del Great Conduit fu iniziata solo a metà del secolo. In tutto, a Londra furono costruiti dodici sistemi di condutture. Erano tutti simili nel design. La testata del condotto era posta in prossimità di una sorgente naturale e l'acqua della sorgente veniva utilizzata per riempire una cisterna vicina. Dalla cisterna, l'acqua scorreva attraverso tubi per una distanza di un miglio o più. Al capolinea l'acqua veniva immagazzinata in una cisterna più grande dotata di rubinetti per l'erogazione dell'acqua.

I ricchi londinesi che vivevano vicino al percorso di un condotto a volte ottenevano il permesso di portare una derivazione nelle loro case10.

Il XVI secolo vide l'inizio della prima rivoluzione industriale inglese e quell'enorme crescita della popolazione londinese di cui accennavamo poc’anzi. Questa prima rivoluzione, che fece dell'Inghilterra la prima nazione industriale in Europa, continuò fino all'era del Grande Incendio. Con la crescita di Londra, i funzionari della città divennero preoccupati per l'adeguatezza dell'approvvigionamento idrico ma erano riluttanti ad avviare vasti progetti di opere pubbliche11 ed affidarono, piuttosto, la responsabilità dei progetti di approvvigionamento idrico a privati ​​interessati a realizzare un profitto.

L'acqua di Londra scorreva dalla sorgente alla casa del condotto per l'azione della gravità. Se l'acqua doveva essere prelevata a monte del fiume, veniva trasportata in botti o da portatori d'acqua. Questa situazione iniziò a cambiare nel 1580 quando un olandese di nome Peter Morice chiese ai funzionari della città il permesso di costruire una ruota idraulica e delle pompe sotto uno degli archi del London Bridge allo scopo di fornire acqua alimentare alla città12. All'inizio ci fu opposizione da parte dei portatori d'acqua della città. Questo ostacolo, insieme ai primi problemi di progettazione, furono superati e alla fine a Morice furono concessi in locazione due ulteriori archi. Le tre ruote idrauliche azionavano 52 pompe idrauliche, una ruota idraulica azionava 12 pompe, un'altra 8 e la terza 16. Le ruote potevano girare in entrambe le direzioni in modo da poter essere guidate dalla marea montante e calante. Queste pompe erano progettate per forzare oltre 500.000 litri all'ora a un'altezza di più di 35 metri.

Per quanto impressionanti fossero le ruote idrauliche di Morice, la sua impresa è stata messa in ombra da Sir High Myddelton e dalla sua costruzione di un canale per portare l'acqua a Londra dalle sorgenti dell'Herfordshire di Chadwell e Amwell, una distanza di quasi 60 chilometri. Questa impresa ingegneristica, iniziata nel 1609 e terminata nel 1613, era così audace e completa nel design, che la sorgente "New River", come venne chiamata, è ancora utilizzata oggi e costituisce una parte preziosa dell'approvvigionamento idrico di Londra.

Diversi eventi catastrofici colpirono la Londra della metà del XVII secolo. La città era di nuovo pronta per un'epidemia: la scarsa igiene era un problema, c'erano periodiche carenze di cibo e un'epidemia di peste si stava diffondendo in tutta Europa. E la peste alla fine attraversò la Manica; circa 70.000 londinesi, un settimo della popolazione londinese, morì di peste nel 1665. Moltissimi fuggirono dalla città. Questa è la città che si presentava all’appuntamento col Grande Incendio.

Il  2 settembre 1666 all'una di domenica mattina nella panetteria di Thomas Farriner a Pudding Lane a Londra una scintilla, forse, innesca un principio di incendio. L'estate era stata molto secca e calda  e l'area intorno a Pudding Lane era piena di magazzini di legname, corde e petrolio. Il fortissimo vento di levante che soffiava, alimentò il fuoco che si propagò di casa in casa, nei vicoli.

La maggior parte dei londinesi si concentrò sulla fuga piuttosto che sull'estinzione del fuoco. Non c'erano vigili del fuoco a Londra nel 1666. Chi ha tentato di opporsi alla fiamme ha usato secchi d'acqua e rudimentali pompe.

Le parrocchie – i centri nodali della gestione delle emergenze – disponevano di pertiche munite di ganci13 con i quali si abbattevano le case per cercare di fermare tagliare la strada alle fiamme (e questo, per inciso, testimonia anche  della relativa solidità di tali abitazioni) e dal terzo giorno si usò addirittura la polvere da sparo per farle esplodere. Nella notte di martedì il vento finalmente calò e i londinesi sopravvissuti ripresero il controllo della città. All'alba di giovedì il fuoco era spento.

Oltre al vento, altre circostanze hanno cospirato per rendere l'incendio un evento catastrofico. I sistemi idrici di Londra, come si è scoperto, non erano in condizioni di aiutare a spegnere o controllare un grande incendio. Sebbene infatti ci fossero elementi dello storico sistema idrico e delle acque reflue di Londra che erano molto innovativi per l’epoca, il loro principale svantaggio era l’eccessiva dipendenza da legno e piombo.

Ogni chiesa parrocchiale, oltre a dover conservare secchi di cuoio e ganci antincendio, era anche responsabile delle prime autopompe: essenzialmente un grosso barile su ruote. Consegnavano meno di tre litri e mezzo per singolo spruzzo, erano difficili da guidare e inaffidabili.

A questa carenza infrastrutturale si aggiunga che Londra era alle prese con una lunga siccità. Il flusso delle sorgenti, che alimentavano le condutture cittadine, fu notevolmente ridotto. I pozzi, ancora numerosi in città, erano bassi.

Le fiamme, quando sono partite dal London Bridge, hanno messo fuori uso il sistema idrico in legno di Peter Morice. Ma, peggio di tutto, nella confusione delle prime ore, nessuna autorità è stata rispettata. Le strade sono state divelte per raggiungere i tubi dell'acqua in legno che correvano sotto di esse. I tubi sono stati tagliati in modo da poter riempire i secchi. Tagliare i tubi per un guadagno a breve termine rivelò, però, decisivo nell'ostacolare gli sforzi antincendio a lungo termine. L'acqua presto andò sprecata in alcune zone mentre tubi e cisterne erano asciutti nelle aree in cui l'acqua era più necessaria.

I danni causati dal Grande Incendio furono immensi: andarono distrutti 436 acri di Londra, tra cui 13.200 case e 87 su 109 chiese. In alcune zone le fiamme covarono per mesi. Ci sono voluti quasi 50 anni per ricostruire l'area bruciata.

Molto tempo è stato dedicato alla progettazione di nuovi tracciati stradali e alla stesura di nuovi regolamenti edilizi, progettati per evitare che un simile disastro si ripetesse.

Sono state prese misure per rendere più facile e ordinato l'accesso all'acqua, tra le quali, un sistema di idranti antincendio.

Il London Fire Prevention Regulations del 1668 ha stabilito nuove regole per le tubazioni e le infrastrutture di approvvigionamento idrico; il Regolamento così recitava:

«Che si mettano tappi nei tubi nei luoghi più convenienti o in ogni strada, di cui tutti gli abitanti possano prendere atto, che si eviti la rottura dei tubi in modo disordinato.»

Si introduceva l’impiego della "spina antincendio"14, che testimonia come le condutture dell'acqua fossero, anche dopo il Grande Incendio, ancora realizzate con tronchi scavati. La compagnia dei vigili del fuoco  doveva scavare il terreno fino alla condotta principale, quindi vi praticava un buco in modo che lo scavo si riempisse di acqua da cui poteva essere aspirata con le pompe. Una volta finito di spegnere l'incendio, i vigili avrebbero sigillato la conduttura con una "candela antincendio" o, appunto, "spina tagliafuoco". La volta successiva che si verificava un incendio, i soccorsi avrebbero tirato fuori la spina e non avrebbero dovuto tagliare ulteriormente la rete.

Nel 1700, le valvole iniziarono a sostituire i semplici tappi di legno e i vigili del fuoco iniziarono a trasportare tubi di livello portatili - prese verticali - che venivano inseriti nei tappi. La ghisa sarebbe venuta a sostituire la rete idrica in legno e quando la ghisa iniziò a diventare popolare, raccordi ramificati furono posizionati sulla rete a intervalli, proprio come gli idranti odierni.

Ma per questo dovettero passare ancora dei secoli. Ad esempio, nelle colonie americane le cisterne venivano utilizzate per immagazzinare l'acqua per i primi scopi antincendio, e queste continuarono ad essere utilizzate anche dopo l'introduzione dell'idrante in molte città. Fino al 1861, una città come Louisville, nel Kentucky, impiegava 124 cisterne ma nessun idrante.

 

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I primi idranti antincendio erano essenzialmente un tubo metallico racchiuso in una custodia di legno. C'era una valvola in basso, con un'uscita sul lato, vicino alla parte superiore. In genere, la cassa di legno era piena di segatura come isolamento per evitare il congelamento in inverno, ma questa idea non funzionava molto bene.

 

Philadelphia

Philadelphia nei primi decenni del XIX secolo aspirava ancora ad essere la città preminente degli Stati Uniti. Sebbene non fosse più la capitale federale - dopo il trasferimento del governo a Washington nel 1800 - o il suo centro più popoloso - nel 1820 era stata soppiantato da New York City - certamente rimase centrale per lo sviluppo culturale e commerciale della nazione.

Philadelphia ha cercato di essere, ed è stata spesso acclamata, come l'Atene d'America. Oltre ad alludere alle idee della democrazia ateniese, il soprannome si riferiva anche allo stile sempre più influenzato dalla Grecia che arrivò a dominare l'architettura civica della città nei primi decenni del nuovo secolo, soprattutto come praticato da Benjamin Latrobe e dai suoi studenti, in particolare Robert Mills e William Strickland.

Benjamin Henry Boneval Latrobe, definito il "padre dell'architettura americana", in realtà era inglese ed emigrò nel Nuovo Mondo solo a trent'anni; a lui si devono, tra le altre opere, il Campidoglio degli Stati Uniti , su " Capitol Hill " a Washington, DC. Latrobe progettò anche la più grande struttura d'America dell'epoca, il "Merchants' Exchange" a Baltimora ed i portici della Casa Bianca.

Philadelphia, a Latrobe e alla sua scuola, deve strutture come la Bank of Pennsylvania (1799-1801) e la stazione di pompaggio Center Square per l'acquedotto cittadino (1799-1800).

Questa stazione di pompaggio e uno tra gli allievi di Latrobe, che lavorò intensamente a questo progetto, sono fondamentali nella nostra storia.

Frederick Graff nacque a Philadelphia nel 1775 e iniziò la sua carriera come carpentiere, volendo far carriera nella fiorente attività di costruttore avviata dal nonno prima, immigrato tedesco, e poi dal padre.

La formazione come carpentiere stabilita da The Rules of Work of the Carpenters Company of the City and County of Philadelphia, prevedeva che oltre ad essere formati nei rudimenti delle tecniche costruttive, gli apprendisti venissero introdotti anche alla storia e ai dettagli dell'arte romana, architettonica e di quella greca allora poco conosciuta nel Nuovo Mondo. Un incidente che lo rese zoppo all'età di diciotto anni – presumibilmente fu colpito al ginocchio da un'ascia – pose fine a qualsiasi velleità di carriera come costruttore  e nel 1799 ebbe invece la fortuna di trovare impiego come disegnatore presso Latrobe, che era appena giunto a Philadelphia.

La Centre Square Pump House, di Latrobe, le cui pompe a vapore si guastavano spesso, aveva difficoltà a soddisfare le esigenze idriche della città e fu chiusa nel 1815.

Dopo che Latrobe lasciò Philadelphia per dedicarsi a dare forma alla nuova capitale fedrale15, Graff assunse la direzione dei lavori.

Nel 1811, il Watering Committee, anticipando la chiusura della Central Square Pump House, aveva acquistato i cinque acri di terreno lungo il fiume, indicati proprio da Graff, a Fairmount. Nel 1811, il Comitato assunse Graff per progettare una nuova stazione di pompaggio a vapore in questo nuovo sito.

Si trattava del più moderno impianto di pompaggio dell'acqua installato all'interno di un monumento d'ispirazione palladiana sulla riva orientale del fiume Schuylkill. L'acquedotto di Fairmount divenne subito un monumento affermato e ammirato16.

La struttura ospitava una sala macchine che alloggiava due motori a vapore, le pompe e le caldaie necessarie per sollevare l'acqua di Schuylkill fino a i serbatoi. La nuova struttura aumentò notevolmente l'approvvigionamento idrico della città, ma comunque a costi considerevoli. Graff, come detto ospitò i motori in una finta villa costruita in pietra locale, con dettagli classici come marcapiani e archi a sesto acuto alle finestre, conservando l'armonia con gli edifici delle ricche tenute che costeggiavano il fiume17. La sala pompe iniziò a funzionare nel 1815, ma si rivelò presto inefficiente; richiedeva un'enorme quantità di legna per azionare le pompe e i motori erano soggetti a rotture e possibili esplosioni18.

Forse stimolato dalla necessità di proteggere l'infrastruttura da questi incidenti o come corollario al sistema di distribuzione dell'acqua nella città, Graff si dedicò ad ideare quello che sarebbe stato il primo idrante in ghisa, capostipite dei moderni idranti.

Graff sviluppò una versione migliorata del suo idrante l'anno successivo, con una valvola nella parte inferiore del corpo.

In questo modello migliorato, quando la valvola principale si chiudeva, una molla  si attivava in modo che tutta l'acqua rimanente sopra la valvola principale nel tubo di supporto fosse immediatamente drenata19.

Gli ugelli di questi idranti erano generalmente posizionati intorno ai 60 centimetri sopra la superficie del suolo, in modo che potessero trovarsi al di sopra di ostacoli, fango, neve e ghiaccio, ed erano generalmente alloggiati da una scatola di copertura di ferro o legno, che era rimovibile per consentire l'accesso alla chiave dell'asta della valvola.

Singolarmente, gli idranti di Graff erano inseriti in condutture di legno con un giunto rastremato.

Nel 1802 il primo ordine per i suoi idranti in ghisa fu piazzato presso la Foxwell & Richards Company, il grande produttore di cannoni, e Philadelphia divenne la prima città degli Stati Uniti con idranti.

Nel 1811, Philadelphia pare avesse 230 idranti in legno e 185 idranti in ghisa.

Si dice che Graff detenesse il primo brevetto statunitense per un idrante antincendio, ma questo non può essere verificato: un incendio rase al suolo l'ufficio brevetti nel 1836, distruggendo tutti i registri dei brevetti statunitensi!

Graff portò il lavoro alla perfezione e i modelli dei suoi tappi antincendio e dei rubinetti furono inviati in Inghilterra. Nel 1822, quando il sistema di base fu completato, il comitato idrico cittadino gli inviò una risoluzione di ringraziamento e un premio. La sua esperienza e capacità sono state riconosciute in tutto il paese e sulla base delle informazioni dettagliate sui suoi idranti circa 37 aziende negli Stati Uniti iniziarono a produrre idranti che avrebbero protetto altre città, oltre Philadelphia, tra cui New York City e Boston .

Nel 1842, nella città di Graff, erano state posate oltre 113 miglia di condutture idriche.

Sebbene i primi idranti funzionassero bene nei mesi caldi, si congelavano durante l'inverno. Per mitigare il problema, il figlio di Graff suggerì di utilizzare una copertura di legno su ogni idrante. Tuttavia, il congelamento rimase un problema serio, quindi nelle aree con inverni rigidi, come Bufalo e New York, si continuarono a installare solo idranti in legno fino al 1869.

Il brevetto USA n. 909, rilasciato a John M. Jordan di Baltimora, Maryland nel 1838 prevedeva una variazione sullo scarico che permettesse all'acqua di fuoriuscire dal montante dopo ogni utilizzo, nel tentativo di evitare il congelamento.

Nei primi idranti il dado di azionamento, o in alcuni casi, una ruota, era posta sotto un coperchio di ferro in cima al corpo dell'idrante. Questa conformazione si rifaceva agli idranti con il rivestimento di legno che avevano anche i coperchi. Presto però si affermò il moderno idrante a secco, con il dado operativo esposto.

 

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La RD Wood Company è stata fondata da Richard Davis Wood nel 1803, lo stesso anno in cui è stato introdotto l'idrante Graff migliorato; allora l’azienda produceva valvole e raccordi per tubi in uno stabilimento a Florence, NJ. Fu a questa ditta, appena trasferitasi a Philadelphia, cui approdò, intorno al 1871, Samuel RC Mathews. Tredici anni prima, assieme a Washburn Race, e Birdsill Holly, Mathews aveva brevettato e fatto produrre l'idrante antigelo Race & Mathews. Ora, con la licenza di quel brevetto la RD Wood Co., produsse i suoi primi idranti antigelo diventando il principale produttore di idranti per Philadelphia.

 

Nonostante la diffusa disponibilità di idranti, la pressione ordinaria del sistema idrico era inefficace nelle aree ad alta densità abitativa con edifici alti. Nel 1903, Philadelphia divenne la prima città al mondo a implementare un sistema idrico ad alta pressione in grado di fornire acqua agli idranti rossi Race & Mathews in tutta la città, utilizzando un sistema di tubi dedicati che rendevano operativi gli idranti entro due minuti dall'allarme. La lunghezza totale delle tubature era di circa 56 miglia e ha funzionato bene fino a quando non è stato dismesso nel 200520

 

Anche l'Europa stava installando idranti di questo tipo: Zurigo installava il suo primo sistema di idranti nel 1870. In Giappone, la città di Yokohama installò i primi 131 idranti nel 1887.

Gli idranti a secco avevano le loro valvole principali sotto terra per resistere o prevenire il congelamento in inverno. La profondità dell'interramento variava a seconda del clima. Le versioni "bagnate", con acqua costantemente a pressione nell'idrante, con tutte le valvole fuori terra si affermavano nelle aree a clima caldo.

Fu sviluppata anche una versione intermedia, l'idrante sotterraneo a filo, in cui le prese d'acqua e le valvole risiedevano appena sotto la superficie del terreno, protetti da una copertura a filo del pavimento, e che dovevano essere dotati di prese per tubi flessibili o di un collegamento per un tubo verticale portatile; un rubinetto consentiva di drenare il corto montante dopo ogni utilizzo per proteggere l’idrante dal congelamento.

Le principali sfide della progettazione degli idranti, ovvero antigelo, efficienza idraulica, facilità di riparazione, erano tutte conosciute e affrontate, con diversi gradi di successo, all'inizio del 1900. Sebbene i materiali siano migliorati e alcuni degli elementi del design dell'idrante siano stati perfezionati, la forma base è rimasta relativamente invariata dalla metà del 1800 fino ad oggi

 


note

[1] Se non nella misura in cui derivano dallo stesso termine che indica l’acqua; idra s. f. [dal lat. hydra, gr. ὕδρα, der. di ὕδωρ «acqua»]

[2] Il nome ufficiale del corpo era militia vigilum regime e poi diventò cohortes vigilum.

[3] Secondo i documenti storici, 34 dei quasi 100 incendi nella storia del Palazzo sono stati causati da fulmini.

[4] A questo si aggiunga che in autunno le foglie cadute venivano rimosse per evitare che potessero essere incendiate e d’inverno si mantenevano aperti dei buchi nel fossato ghiacciato che circondava il Palazzo per garantire un sufficiente apporto di acqua.

[5] Per vari motivi, ora sono solo 231. I tini più antichi furono colati durante il periodo del regno di Hongzhi (1488-1505) della dinastia Ming. Questi grandi tini si dividono in tre tipologie: ferro, rame e rame dorato. In generale, i tini di ferro e rame furono fusi durante la dinastia Ming mentre i tini di rame dorato furono tutti fusi durante la dinastia Qing. Di questi, 18 sono intarsiati d'oro, e si trovano su entrambi i lati della Sala della Suprema Armonia, della Sala dell'Armonia Preservata e della Porta della Celeste Purezza. Ciascuno dei tini della dinastia Ming ha due semplici anelli di ferro.

[6] Nel caso di una vasca di rame placcata in oro, il processo di realizzazione era molto complicato. Il metodo consisteva nell'applicare prima una lega di oro e mercurio sulla superficie dell'oggetto di metallo, quindi cuocerlo per far evaporare il mercurio e lasciare l'oro. I tini della dinastia Qing hanno due anelli di bronzo a forma di animale, un grande ventre e una piccola bocca. Questi tini, noti come "il mare davanti alle porte", “vaso di buon auspicio” e “vaso della pace” avevano anche dei significati simbolici. L'oro, secondo le credenze dell'epoca, generava l'acqua e l'acqua spegneva il fuoco. Questo è il motivo per cui il più lussuoso tino di bronzo dorato della Città Proibita è posto di fronte alla sala della suprema armonia, a simboleggiare il potere imperiale. Pare che si usassero 3 kg d'oro per dorare ciascuna vasca.

[7] Il Shen Shui Pen Tong (神水噴筒, letteralmente "tubo di getto d'acqua divina") era essenzialmente una versione armata , che invece dell'acqua, era riempita con una miscela di veleni, irritanti, acqua e calce viva. La calce viva reagiva chimicamente con l'acqua, trasformando il liquido in una pericolosa arma bollente.

[8] Prime applicazioni pratiche delle invenzioni ellenistiche di Philone ed Erone.

[9] Fino alla metà del XVII secolo, il London Bridge era l'unica struttura che attraversava il Tamigi.

[10] Ma molti erano anche i prelievi abusivi. . I registri della città contengono numerose voci che descrivono in dettaglio le difficoltà che le autorità hanno avuto con le condutture. Alla fine, divenne necessario nominare i custodi dei condotti, e il loro compito principale era quello di garantire che l'acqua non fosse rubata per scopi commerciali. All'inizio del Trecento si decise che birrai, cuochi e pescivendoli pagassero, a discrezione del custode della conduttura, l'acqua utilizzata.

[11] Che avrebbero richiesto di attingere prima alle casse pubbliche e quindi al sistema fiscale, a testimoniare che il problema evidentemente non riguarda solo la scarsa lungimiranza dei politici dei giorni nostri.

[12] Morice ha dato una dimostrazione della potenza della sua pompa forzando un getto d'acqua sulla guglia della Chiesa di St. Magnus (situata vicino al London Bridge). Questo ha così impressionato i funzionari della città che hanno concesso a Morice un contratto di locazione di 500 anni su uno degli archi del ponte.

[13] simili per foggia al mezzo marinaio, per chi ha dimestichezza con la navigazione

[14] I nuovi progetti per la città, che la ridisegnarono integralmente, includevano anche la costituzione della Metropolitan Fire Brigade.

[15] Nel 1803, il presidente Jefferson nominò Latrobe, ispettore degli edifici pubblici degli Stati Uniti

[16] A ulteriore conferma della sua popolarità, nel 1850 le opere idriche di Schuylkill erano diventate anche l'opera architettonica più rappresentata della nazione. Considerato un monumento americano, la sua immagine è stata ampiamente celebrata e fatta circolare nei dipinti, nelle stampe e su una varietà di oggetti decorativi tra cui stoviglie per la casa.

[17] Graff collocò due piccoli edifici amministrativi sotto forma di templi classici a ciascuna estremità del tetto a terrazza dell'edificio che conteneva le ruote idrauliche. I visitatori potevano attraversarlo tramite un ponte pedonale, ammirare il fragore delle acque che si riversano sulle ruote, quindi salire su un piccolo padiglione in cima a Fairmount per ispezionare i bacini idrici e il fiume. Quella che era stata una cava appena sotto la sala macchine, poi il sito per immagazzinare la legna per alimentare i motori a vapore, fu abbellita tra il 1829 e il 1835 per diventare il South Garden. Un gazebo con colonne venne costruito all'estremità orientale dello sfioratore della diga e decorato con un'aquila di legno intagliato. Una volta che le vecchie macchine a vapore divennero obsolete, furono vendute come rottame, e la sala macchine fu trasformata in un salone pubblico. Un portico a colonne aggiunto alla riva del fiume si armonizzava con i tempietti sul tetto del mulino.

[18] Nel 1819, Graff stimò che il conto fosse di quasi $ 31.000 all'anno – oltre 660.000 dollari odierni – per ciascuno dei due motori. Graff propose che la città abbandonasse la costosa tecnologia del vapore e costruisse una diga sul fiume in modo che l'energia idrica potesse azionare le pompe. Quando fu completata due anni dopo, la diga era la più lunga del Nord America. Un mulino per le nuove ruote idrauliche era alimentato da un canale scavato nella roccia. Il passaggio all'energia idraulica si è rivelato un grande successo finanziario.

[19] Questo consentì di superare la necessità di imballare e coprire gli idranti in inverno con letame, corteccia, paglia, ecc. per evitarne il congelamento

[20] Per un curioso incrocio di destini la RD Wood fu acquistata da Kennedy Valve nel 1963 la quale era stata acquisita un anno prima dalla Grinnell Corporation, fondata dal padre del moderno sprinkler, di cui abbiamo diffusamente parlato nel nostro articolo che abbiamo dedicato, in questa collana, a quella tecnologia antincendio. La RD Wood Company sopravvive oggi in una forma molto diversa, come la catena di negozi Wawa Convenience Store. Può sembrare strano ma la RD Wood Co. era originariamente sia un'industria tessile che una fonderia che possedeva anche un caseificio come piccola attività secondaria. Per vendere il loro latte il caseificio ha aperto un minimarket a 1964 e il resto è storia.

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