Metallurgia

…I ragazzi Gradgrind avevano anche stipetti per ogni branca della scienza. Avevano uno stipetto conchigliologico e uno stipetto metallurgico e uno stipetto mineralogico….

…Fenomeno quasi incredibile, benché visibilissimo, chi scorse se non la sua metallurgica Louisa che guardava incantata attraverso uno spiraglio nelle tavole…..

Nel corso del '700 l'industria mineraria inglese fu un campo di importanti innovazioni tecnologiche, come l'uso delle pompe per prosciugare l'acqua nelle gallerie sempre più profonde o il sistema di trasporto su rotaia del materiale dai giacimenti sotterranei alla superficie. A sollecitare l'industria carbonifera fra il '700 e l'inizio dell' 800 fu soprattutto il processo di urbanizzazione e la conseguente necessità di riscaldamento delle case, che venne assicurato appunto dal carbone; solo in un secondo tempo il carbone fu massicciamente impiegato nella produzione industriale e nelle ferrovie. L'industria del ferro in Inghilterra fu a lungo alimentata, prima della costruzione della rete ferroviaria, dalle esigenze belliche e dallo sviluppo della marina militare, ma anche di quella mercantile.

Il consolidamento dell'apparato industriale interno fece lievitare la domanda di articoli di metallo (dalle macchine agricole e tessili agli utensili domestici ai materiali per costruire), mentre l'avvio dell'industrializzazione in altri Paesi, dopo le guerre napoleoniche, aprì un dinamico mercato di esportazione. Industria carbonifera e industria siderurgica si influenzarono reciprocamente, in quanto la produzione di combustibile rappresentò per la siderurgia una spinta al progresso tecnico, e per altro verso l'estendersi della produzione di ferro stimolò quella del carbone. Come risulta dalle tabelle 1 e 2, il balzo in avanti nella produzione carbonifera e siderurgica avvenne circa cinquant'anni dopo quella del cotone: tra il 1830 e il 1850 la produzione del carbone arrivò quasi a triplicarsi e quella del ferro fu più del triplo

PRODUZIONE DI CARBONE                                                             PRODUZIONE DI FERRO

ANNO	QUANTITÀ'		ANNO	QUANTITÀ'
1550 - 1560	170		1740	16 - 25
1680 - 1690	2500		1760	20 - 26
1700	2500		1788	61
1750	5000		1796	109
1770	6205		1806	235
1780	6425		1825	382
1800	10000		1830	630
1829	16250		1840	1155
1850	44000		1850	2249
(dati in migliaia di tonnellate inglesi)			(dati in migliaia di tonnellate)

http://it.wikipedia.org/wiki/Metallurgia

Il montacarichi (e i primi ascensori)

….montacarchi meccanici per le domestiche con tutte le loro scope e spazzoloni…

Già Vitruvio riporta come Archimede di Siracusa avesse costruito degli ascensori.

 Esempi di rudimentali ascensori sono quelli che esistevano nel Foro romano, un sistema di gallerie servite da 12 ascensori che coprivano 4 metri di corsa e venivano mossi, ciascuno, da un argano ad ad asse verticale azionato da quattro uomini.

Anche nel Colosseo, per sollevare al piano dell'arena i gladiatori, gli animali ed le apparecchiature sceniche per realizzare gli spettacoli, erano stati realizzati ben 32 montacarichi. 

Altre forme di ascensore apparvero nei palazzi nobiliari europei in particolare nel 1793 al Palazzo d’Inverno di San Pietroburgo.

Nel XVIII secolo fu realizzato alla Reggia di Versailles una sedia volante, una sorta di antenato dell'ascensore.

Tale soluzione fu copiata per la Reggia di Caserta dall'architetto Luigi Vanvitelli.

La storia dell'ascensore modernamente inteso inizia nell' '800 con l'applicazione ad esso di motori a vapore o idraulici. Infatti, con lo svilupparsi di stabilimenti industriali su più piani, si erano andati diffondendo dei montacarichi che avevano dei requisiti simili ai moderni elevatori. 

Nel 1835 viene installato in una fabbrica inglese il "Teagle", primo montacarichi a vapore, poi, nel 1845, l'inglese Thompson mette a punto il primo montacarichi idraulico, mentre nel 1845-1850 a Boston e New York sono installati montacarichi idraulici a cilindro e stantuffo.

Ma l'evento più significativo si ebbe nel 1854 quando Elisha Graves Otis, imprenditore americano, presentò, durante un esposizione al Crystal Palace ( New York ), il primo ascensore dotato di un dispositivo automatico di sicurezza, in grado di bloccare la cabina nel caso di rottura della fune di sollevamento. 

Egli installò una guida dentata su ciascuno dei lati del pozzo. In corrispondenza di ciascuna guida, sulla gabbia, pose dei nottolini, denti metallici che, impegnandosi in modo complementare nella dentatura, impedivano il moto dell'unità mobile in senso inverso. 

Questi nottolini erano tenuti lontani dalla dentatura se il cavo era teso, ma, se il cavo si allentava, un meccanismo a molla li spingeva avanti. In tal modo i denti si agganciavano a quelli delle guide bloccando la cabina. Otis non aveva inventato il primo elevatore, ma il primo Elevatore Sicuro. 

Tre anni dopo, in un grande magazzino a New York, fu installato il primo ascensore per passeggeri progettato da Otis; nel 1859, l'imprenditore Bogardus realizzò il primo edificio dotato di ascensore per passeggeri, l'Haughwout Building, progettato da John P. Gaynor. 

L'altoforno

…Dai suoi altiforni la città non usciva splendente e radiosa come un pezzo d'oro purificato dal fuoco….

L'altoforno, è un tipo di impianto utilizzato nell'industria metallurgica per produrre ghisa partendo da minerale ferroso, attraverso un processo in cui concorre la combustione di carbone coke, la fusione di minerali e riduzione degli ossidi metallici (ad esempio Fe2O3) presenti in natura come minerale ferroso o introdotti come rottame ferroso, attraverso un'atmosfera riducente.
Questo strumento deve il suo nome alle dimensioni, infatti può raggiungere un'altezza di 80 metri (con un diametro che può superare gli 8 metri) e può produrre fino a 4500 tonnellate al giorno.
E’ un forno a tino, la cui forma è costituita da due tratti troncoconici, di cui il "tino" costituisce il cono superiore, il cono inferiore è detto "sacca", uniti da una sezione cilindrica centrale (detta "ventre"). La carica avviene dall'alto, ed è formata da strati di coke e minerale ferroso che vengono gettati  alternativamente . Il funzionamento è continuo: gli strati della carica scendono lentamente mentre il forno viene alimentato introducendo nuovi strati a intervalli regolari. È un forno a vento:  per raggiungere alti valori di temperatura è necessario insufflare aria, alla quale può essere addizionato ossigeno, che deve essere preriscaldata. L'iniezione di aria, detta "vento caldo", anch'essa continua, avviene attraverso una corona di tubi.
La struttura esterna è costituita da una corazza di acciaio speciale, rivestita internamente da mattoni refrattari su un sostrato di cemento refrattario.

Nonostante la storia degli altiforni sia molto  antica solo nel 1709 si ebbe una radicale trasformazione, grazie ad Abraham Darby II, quando, per il progressivo esaurirsi delle disponibilità di legname, si fu costretti ad impiegare negli altiforni il carbon fossile e il coke in sostituzione del carbone di legna.
Egli infattifu il primo che riuscì ad ottenere ghisa usando solo coke.
Non si sapeva però trasformare la ghisa, prodotta in grandi quantitativi, in acciaio con lo stesso ritmo di produzione, dato che la capacità produttiva dei forni di affinazione era molto limitata.
Ci vollero ancora alcuni decenni per imparare a sostituire il carbon fossile a quello di legna anche nella produzione dell’acciaio.
Le difficoltà risiedevano in particolar modo nella necessità che l'acciaio non doveva venire a contatto col carbone o con il coke per non assorbire lo zolfo e divenire con ciò fragile a caldo.
Questo inconveniente venne eliminato da Henry Cort nel suo forno a “puddellatura” inventato nel 1784, nel quale l'acciaio entrava in contatto solo con i prodotti della combustione molto ricchi di ossigeno.

Lo sviluppo della siderurgia trovò, tra la fine del XVIII e l'inizio del XIX secolo, un nuovo potente aiuto nella macchina a vapore.
Questa venne impiegata non solo per migliorare il tiraggio, ma permise di costruire le macchine trasformatrici, come laminatoi e magli, in dimensioni molto maggiori e quindi con rendimento migliore.
Dall'epoca del primo altoforno a questo vennero apportati diversi perfezionamenti sia destinati all'aumento della capacità produttiva che alla semplificazione dell'esercizio.
Nel 1885 riuscì all'inglese Henry Bessemer di produrre acciaio con un processo più semplice. Il suo procedimento consisteva nel soffiare attraverso la ghisa fusa forti correnti di aria conseguendo la combustione delle sostanze che accompagnavano l'acciaio, quali il carbonio, il silicio, il manganese, ecc. Il processo Bessemer era però limitato a poche ferriere perché con esso si potevano trattare solo ghise prive di fosforo, a causa del rivestimento interno del convertitore, un recipiente a forma di pera in cui avveniva l'operazione. Bessemer, infatti, impiegava un rivestimento ricco di  acido silicico che non era in grado di formare scorie che si legassero al fosforo.
Questo inconveniente venne affrontato da Sidney Gilchrist Thomas che nel 1879 rivestì il convertitore con calce impastata con silicati solubili.


La maggior parte dell'acciaio prodotto oggi oltre che col processo Bessemer, viene prodotto con il processo Martin-Siemens, che prende il nome dai suoi inventori Pierre e Emile Martin e Carl Wilhelm Siemens. Originariamente, nel 1864, il processo consisteva nel fondere la ghisa insieme a rottami di ferro (processo ghisa-rottame); più tardi si passò a fondere la ghisa con minerali di ferro, frequentemente con aggiunte di rottami di acciaio (processo ghisa-minerale). La fusione doveva avvenire in un forno di concezione speciale dotato di un focolare con recupero del calore, ideato da Friedrich Siemens.

Acciaio e Ottone

...Il tempo procedeva a Coketown come procedevano le macchine della città: tanto materiale lavorato, tanto combustibile utilizzato, tanta energia consumata, tanto danaro guadagnato. Ma, meno inesorabile del ferro, dell'acciaio e dell'ottone, il tempo recava le sue mutevoli stagioni perfino in quella landa desolata di fumo e di mattoni, e rappresentava l'unico elemento degno di nota nella terribile uniformità del luogo... 

Vengono citati in questo passo materiali più o meno dominanti nell'industria del tempo, il primo in importanza è sicuramente l'acciaio, che visse il suo exploit proprio durante la seconda rivoluzione industriale (soprattutto ancora sotto forma di ghisa, più impura e prodotta in altiforni non ottimali).

Acciaio [wiki]                                                    
Ottone  [wiki]       

Il pistone

…per tutto l'anno, dall'alba del lunedì fino alla notte del sabato, il ronzio di ingranaggi e pistoni…

Il pistone è la parte mobile di un organo meccanico o idraulico.

Composizione di un pistone (Wiki):

• Mantello: parte laterale del pistone, un solido cilindrico che presenta:

1.       Sedi delle fasce elastiche e raschiaolio: solchi presenti nella parte alta prossima al cielo.
2.       Portate dello spinotto: fori presenti nella mezzeria del mantello. Più l'asse che li attraversa passa vicino al baricentro del pistone, più si riduce il fenomeno dello scampanamento, cioè i movimenti oscillatori che avvengono durante la corsa.

• Cielo: porzione superiore del pistone, la cui faccia superiore costituisce la parte inferiore della camera di combustione.

• Spinotto: perno che consente l'accoppiamento cinematico con la biella.

• Fasce elastiche: anelli metallici inseriti in cave appositamente lavorate sul diametro esterno del pistone, il cui compito è garantire la migliore tenuta alla pressione generata dalla combustione.

• Anello raschiaolio: altro anello di tenuta la cui funzione specifica è quella di eliminare l'eventuale eccesso di oilo lubrificante dalla canna del cilindro, riducendo gli attriti idrodinamici e la possibilità di travaso di lubrificante in camera di combustione.

[LINK] Illustrazione di pistoni collegati ad un albero motore con relative nomenclature ed annessi link

La statistica

…Dio solo sa quante teste, arroccato in un castello di nozioni, pronto a ingabbiare l'infanzia e a trascinarla negli oscuri covi della statistica….

… perché quella stessa gente si ubriacava, - che si ubriacasse era certo, tanto di statistiche

lo provavano …

…….. Veniva poi il chimico e farmacista il quale, statistiche alla mano….

…. Seguiva il cappellano della prigione, uomo di vasta esperienza, che con una mole di statistiche superiore a tutte le precedenti…..

… se necessario, avrebbero potuto fornire altre statistiche, frutto della loro personale

esperienza…

…. punto di confluenza di fiumicelli e rivoletti di tabelle statistiche che sfociavano

nel grande mare tempestoso dei tabelloni statistici…

…. schede, registri, rapporti e tavole statistiche dalla «a» alla «z»…

…. «Le statistiche», corresse Louisa…

…. «Sì, signorina Louisa, - mi viene sempre da strampalare, ecco un altro dei miei sbagli - le statistiche degli incidenti che avvengono in mare…..

…. In questo osservatorio, dunque, - una stanza severa, con un inesorabile orologio statistico che scandiva ogni secondo….

… Silenzio tra i due. L'inesorabile orologio statistico più cupo che mai…

…. Se vogliamo esaminare il problema da tutti i lati, non sono elementi trascurabili le statistiche, per quanto disponibili, relative all'Inghilterra e al Galles….

… L'inesorabile orologio statistico nell'osservatorio di Gradgrind continuò a martellare ogni secondo che nasceva e a seppellirlo con la consueta regolarità…..

… Chissà che tu non scopra di andar matto per le statistiche e decida di buttartici a capofitto?»….

… James che, tanto per cambiare, era completamente al verde, era disposto a far pazzie per le statistiche e a buttarsi a capofitto in qualsiasi altra cosa…

… Se ne stava seduto nella sua stanza in compagnia dello spietato orologio statistico…

La statistica spiegata dall'ISTAT (Istituto Nazionale di Statistica)

"Una morte è una tragedia, un milione di morti è statistica."

Il grisou

…Sono caduto nel pozzo dove il grisou è stato più crudele di una guerra….

Il grisù o grisou è un gas combustibile inodore e incolore, costituito prevalentemente da una miscela di metano (dal 77 al 99%) o di altri idrocarburi omologhi e quantità variabili di anidride carbonica, ossigeno e azoto.

È un gas caratteristico delle miniere di carbone e di zolfo, dove, poiché è più leggero dell'aria, si può anche trovare raccolto in sacche isolate nelle parti alte delle gallerie: è detto perciò gas di miniera (Firedamp, nel mondo anglosassone).

Combinato in varie proporzioni con l'aria (dal 5 al 14% circa) dà luogo a una miscela infiammabile ed esplosiva di elevata potenza. Per questo motivo nelle miniere, per evitare la formazione della miscela esplosiva, si ricorre a impianti di ventilazione, badando contemporaneamente a rimuovere le possibili cause dell'innesco (fiamme libere, scintille, ecc.) e a tenere continuamente sotto controllo la quantità di metano presente nell'aria. È all'origine di numerosi disastri minerari, soprattutto prima dell'invenzione della lampada di Davy.

E’ una speciale lampada messa inventata nel 1815 da sir Humphry Davy, che abbassò enormemente il livello di rischio di esplosione nelle miniere di carbone.

E’ una normale lampada con fiamma, a olio combustibile (che ha subito varie evoluzioni tecniche, negli anni seguenti alla sua prima comparsa), che in più è completamente chiusa da una reticella metallica fine, generalmente di rame

Il comportamento della lampada, in presenza di atmosfera esplosiva, è il seguente: invece di propagare la combustione, la fiamma si spegne all'interno della rete. La spiegazione sta nel fatto che la rete metallica rallenta molto il flusso di gas, e la turbolenza, nella zona interna; una leggera corrente di aria, contenente ossigeno, attraverso le maglie è sufficiente ad alimentare la fiamma, ma l'ingresso di altri gas, come metano, satura il volume e abbassa la percentuale di comburente.