Dalle campagne alle città

Il teatro in cui la rivoluzione industriale trova terreno fertile è quello dell’Inghilterra della fine del ‘700. Un paese rurale, in cui si viaggia a piedi o al massimo a cavall (il che significa una capacità di spostamento che non supera i 120 – 150 km al giorno). L’economia  chiusa ed autosufficiente degli strip fields è caratterizzata da bassa produttività ma anche da una qualche forma di garantismo sociale. Anche i più poveri hanno qualcosa da mangiare.  Nella seconda metà del ‘700 qualcosa rompe questo equilibrio: la popolazione in Inghilterra passa da   da 5.7 milioni nel 1750 a oltre 8.8 nel 1800, per raddoppiare nel 1850, con incrementi superiori a quelli del resto di Europa (per una tabella comparativa sintetica vedi qui).

Altri fattori contribuiscono a far precipitare la società inglese verso l’innovazione: l’attitudine al commercio, i traffici con l’impero, l’aumento di necessità di cibo (e quindi una spinta per l’aumento di efficienza dell’agricoltura), l’uso della primogenitura, che da un lato preserva integre le proprietà, e dall’altro porta schiere di cadetti ad ingrossare le schiere di quella “nobiltà commerciante” che è assai interessata a nuovi modi di accumulare ricchezza.

In questo quadro l’introduzione delle macchine a vapore e l’invenzione di nuove macchine per la filatura e la tessitura (il telaio Jaquard, la Jenny), portano con sé  una quantità di rivolgimenti sociali: il filatore, il tessitore, non possono più lavorare a casa (non sono competitivi rispetto alla capcità di produzione della macchina), ma diventano prestatori d’opera nella fabbrica.

L’imprenditore deve rischiare molto di più, dovendo impiegare capitale per la realizzazione delle fabbriche, l’acquisto dei macchinari, i salari, passando dall’avere costi sostanzialmente solo variabili (una schiera di lavoratori a domicilio cui dare lavoro solo se necessari) a pressanti problemi di ritorno di investimento e redditività. Nasce e si espande quindi il  capitalismo industriale.

Le macchine a vapore sono oggetti di difficile gestione; sono voraci consumatrici di carbone, e gran parte degli sforzi saranno proprio destinati ad aumentarne, oltre all’affidabilità, l’efficienza.

La scarsa frammentabilità della potenza prodotta dalle macchine a vapore, i costi e le dimensioni, richiedono l’aggregazione in aree in cui forniscono energia, mediante lunghi alberi di trasmissione e cinghie, a schiere di telai e filatoi: il vapore non è una forma di energia disponibile per le realtà artigianali. . La fabbrica ha una sua specificità, il lavoro deve necessariamente essere effettuato attorno agli alberi di trasmissione che distribuiscono energia meccanica.

Le città subiscono un forte incremento demografico, e richiedono grandi quantità di cibo dalle campagne. Le innovazioni tecnologiche rendono fattibile una maggiore produzione a costi più bassi, e quindi un maggiore profitto, che unito ad una struttura sociale dinamica amplificano la spinta all’innovazione ed alla crescita.  Contemporaneamente, le nuove macchine hanno nuove necessità, a partire dall’approvvigionamento di combustibile, il che richiede lo sfruttamento di miniere che diventano sempre più profonde, e che per espandersi hanno anch’esse bisogno di macchine.

Espansione della siderurgia.

Nel 1750 l’Inghilterra importa il doppio della quantità di ferro che produce, nel 1848 produce quasi due milioni di tonnellate di ferro l’anno, più dell’intera produzione dell’Europa. Questa espansione è dovuta ad un aumento di richiesta, che a sua volta nasce per la disponibilità di nuove fonti di energia. La macchina a vapore costituisce un elemento di rivoluzione sociale. Al contrario delle energie “naturali” come acqua o vento è una fonte costante e destagionalizzata di energia meccanica, che consente quindi la realizzazione di impianti la cui produttività può essere calcolata ed ottimizzata.
Ha la caratteristica di richiedere grandi macchine, che per distribuire energia alle singole lavorazioni all’interno delle fabbriche fanno uso di lunghi alberi e cinghie di trasmissione, con conseguenti problemi di efficienza, perdita di energia per attriti ed inerzie, difficoltà a regolare la quantità di potenza erogata.
La macchina a vapore si presta bene a fornire energia a schiere di telai e filatoi, mentre le industrie siderurgiche e meccaniche hanno maggiori difficoltà di utilizzo, vista la distribuzione dei lavori su impianti molto ampi, e dai consumi irregolari di energia (trarranno invece grande giovamento dal diffondersi dell’elettricità).
Per quanto la costruzione di macchine a vapore dati alla fine del XVII secolo, le invenzioni che la rendono una pratica fonte di energia meccanica sono dovute a James Watt (1736 – 1819).

Macchina di Watt

Le macchine a vapore si cominciano a diffondere nelle forme più rudimentali in Inghilterra attorno al 1680; il problema è la scarsa efficienza, la voracità di combustibile, e l’inaffidabilità. Dobbiamo arrivare alla fine del 700, con i brevetti di Watt (1782, 1784) sulla macchina a doppio effetto, in cui il vapore agisce alternatamente sui due lati del pistone, per vedere un aumento significativo delle prestazioni. Questa animazione, disponibile su youtube, ne fornisce un esempio,
I miglioramenti tecnologici che conseguono i brevetti Watt, portano all’impennarsi della diffusione delle macchine a vapore in Inghilterra, che passano da un migliaio a inizio secolo, per un installato probabile di circa 10000 Hp, a 500000 Hp di macchine fisse e 790000 di macchine mobili (locomotive) nel 1850.
La necessità di costruire pistoni che scorrano con poco gioco all’interno dei cilindri porta ad una richiesta di maggiore precisione meccanica. Un altro dei problemi è quello della standardizzazione dei pezzi. In realtà fino ad almeno la metà dell’800 ogni fabbrica usa le proprie viti con i propri passi, ed una standardizzazione si riuscirà ad avere soltanto attorno al 1860.

L’espansione dell’uso delle macchine a vapore porta con sé diversi altri effetti collaterali: oltre all’aumento dei consumi di carbone, nell’800 assistiamo allo sviluppo della siderurgia, e lo studio della trasmissione e dell’utilizzo del calore. La termodinamica muove i primi passi e rapidamente si afferma come una nuova branca della scienza.

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