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ⓘ Storia dell'ingegneria




Storia dellingegneria
                                     

ⓘ Storia dellingegneria

La storia dellingegneria è stata contrassegnata da momenti di particolare sviluppo, che è stato accelerato sia dalle necessità dellindustria bellica sia dalla nascita di veri e propri "geni", portatori di innumerevoli invenzioni; tra tali geni del passato spiccano ad esempio Leonardo da Vinci, James Watt, Benjamin Franklin, Alessandro Volta, Thomas Edison e Nikola Tesla.

Oltre alle abilità dei singoli ingegneri, di particolare importanza per la storia dellingegneria è lambiente culturale dove tali ingegneri hanno operato: ad esempio le grandi civiltà del passato hanno dato un forte impulso allo sviluppo tecnologico della loro epoca. Sussiste inoltre un forte legame tra la storia della scienza e la storia dellingegneria: infatti le invenzioni le altre opere di ingegneria sono spesso una diretta conseguenza delle scoperte svolte in ambito scientifico.

In alcuni casi gli stessi ingegneri hanno avuto il duplice ruolo di scienziati e di inventori; successivamente allinvenzione, altri ingegneri possono avere partecipato alla costruzione e alla successiva commercializzazione di un ritrovato tecnologico, dunque non è sempre possibile identificare con certezza la mente dalla quale linvenzione ha avuto origine e il processo attraverso il quale si è materializzata.

                                     

1. Periodo antico 3500 a.C 250 d.C.

Tra le prime opere di ingegneria del passato si ricorda la ruota da vasaio, la cui invenzione risale intorno al 3500 a.C. A tale invenzione seguirono la prima diga, costruita a Helwan in Egitto nel 2800 a.C. le piramidi dellAntico Egitto, tra cui le piramidi a gradoni di Saqqara del faraone Djoser del 2625 a.C. progettate da Imhotep, il primo ingegnere sul quale si abbiano notizie storiche e la Piramide di Cheope a Giza 2530 a.C., la quale mantenne il primato della costruzione più elevata fino al XIX secolo. Allo stesso periodo risale la costruzione del sito di Stonehenge 2500 a.C., che presumibilmente fu utilizzato come osservatorio astronomico e la città di Mohenjo-Daro 2500 a.C., che fu la prima città a essere provvista di una rete di smaltimento delle acque. Intorno al 2100 a.C. incominciò la costruzione dello Ziggurat di Ur, un tempio dedicato al Dio della Luna Nanna.

Nel 1700 a.C. fu incominciata la costruzione del palazzo di Cnosso, che ispirò la leggenda del Labirinto di Cnosso a causa dellelevata complessità della sua struttura. Più tardi 1200 a.C. si ebbe la nascita e lespansione della metallurgia a partire dallAnatolia, in Medio Oriente. Sempre in Medio Oriente si ebbe la costruzione delle prime armi di assedio 700 a.C., tra cui arieti dassedio e scale per il superamento delle mura nemiche.

Il periodo che va approssimativamente dal 600 a.C. fino al 300 d.C. vede lavvicendarsi di moltissime invenzioni e grandi opere di ingegneria da parte di ingegneri greci e romani, tra le quali:

  • la costruzione della Via Appia 312 a.C.
  • la costruzione per ordine dellimperatore Traiano del ponte di Alcántara, uno dei primi ponti ad arco 105 d.C.
  • lintroduzione da parte dei romani dellopera cementizia 100 a.C., precursore del calcestruzzo
  • la costruzione del tempi di Agrigento 470 a.C.
  • linvenzione della vite di Archimede da parte di Archimede di Siracusa 250 a.C.
  • lacquedotto di Eupalino, costruito nel 530 a.C. da Eupalino di Megara,
  • invenzione della cheiroballistra 102 d.C., unarma da getto utilizzata dallesercito romano
  • costruzione della Basilica di Santa Sofia da parte di Isidoro di Mileto e Antemio di Tralle 537 d.C.; notevole dal punto di vista ingegneristico è limmensa cupola non supportata che sovrasta tale costruzione.
  • i piani urbanistici di Ippodamo 479 a.C., utilizzati ad esempio nella costruzione della città di Mileto
  • la costruzione del faro di Alessandria per opera di Sostrato di Cnido 280 a.C.

Oltre agli ingegneri romani e greci, anche gli ingegneri cinesi diedero un notevole contributo tecnologico; si ricorda a tale proposito lingegnere Zhang Heng, inventore di un avveniristico rivelatore di terremoti e di una sfera armillare azionata ad acqua. A lui è spesso attribuita linvenzione di un particolare carro da guerra provvisto da un dispositivo che puntava sempre a sud,ricostruito successivamente dallingegnere Ma Jun 250 d.C.

                                     

2. Rinascimento e Illuminismo

In seguito al Medioevo, durante il quale non si ebbero importanti innovazioni nellambito dellingegneria, larrivo del periodo rinascimentale, con il fiorire di nuove ideologie, determinò unimprovvisa accelerazione del progresso tecnologico, soprattutto in Europa.

Al 1421 risale il primo brevetto industriale della storia dellingegneria, di proprietà di Filippo Brunelleschi e relativo al progetto di una particolare imbarcazione da trasporto dotata di congegni meccanici per agevolare il carico dei materiali. A lui si deve inoltre la realizzazione della cupola del duomo di Firenze, per la quale ideò diversi congegni per il sollevamento dei materiali.

A partire dal 1419, Mariano di Jacopo, detto "Il Taccola", realizzò una serie di manoscritti in cui sono raccolte diverse macchine idrauliche e macchine da guerra da lui ideate. Molto più numerosi e celebri sono i Codici realizzati intorno al 1500 da Leonardo da Vinci, che contengono unenorme quantità di schizzi relativi a progetti di macchine volanti, macchine da guerra e altre invenzioni, molte delle quali dovettero aspettare diversi secoli prima di essere realizzate nella pratica, tra cui: lornitottero, il paracadute e il salvagente.

Nello stesso periodo Peter Henlein costruisce il Taschenuhr, uno dei primi orologi tascabili con funzionamento a molla. Seguirono altre importanti invenzioni nellambito dellorologeria, tra cui lorologio a pendolo di Christiaan Huygens 1656 e i meccanismi a molla e bilanciere ideati da Robert Hooke.

Notevoli progressi furono svolti anche nellambito dellottica, grazie alla realizzazione del primo microscopio multilente per opera di Hans e Zacharias Janssen 1590, al quale seguirono i primi telescopi di Hans Lippershey e Jacob Metius ai quali si ispirò Galileo Galilei e il telescopio riflettore di Isaac Newton 1668.

In questo periodo inoltre Blaise Pascal inventa il primo calcolatore chiamato "pascalina" in suo onore, che permette di svolgere tutte e quattro le operazioni algebriche, precursore delle future calcolatrici.

                                     

3.1. Era industriale La prima rivoluzione industriale

In corrispondenza della fine del XVII secolo si prefigurano le premesse che porteranno alla Rivoluzione industriale. In particolare nel 1679 Denis Papin realizza la prima pentola a pressione dopo avere constatato che lacqua raggiunge lebollizione a temperature più alte di 100 °C se viene riscaldata allinterno di un recipiente a pressione. da lì poco, lo stesso Papin inventò il suo primo motore a vapore 1690, che venne perfezionato dallo stesso Papin e da altri ingegneri. Il motore a vapore venne utilizzato inizialmente per pompare lacqua fuori dalle miniere 1698 e per la locomozione di battelli a vapore 1705. Il motore a vapore fu ulteriormente migliorato nel 1776 da James Watt e venne utilizzato nel 1769 sul primo veicolo a vapore, realizzato da Joseph Nicolas Cugnot e nel 1801 sul primo veicolo a vapore su strada, realizzato da Richard Trevithick.

Nel frattempo importanti risultati furono raggiunti anche nellambito dellindustria tessile, grazie allinvenzione della spoletta per opera di John Kay e James Hargreaves 1730, che rese possibile lapertura delle prime fabbriche del cotone in Inghilterra 1771 e negli Stati Uniti 1789.

Altre importanti invenzioni della rivoluzione industriale sono:

  • la prima rudimentale mietitrebbiatrice, inventata da Cyrus McCormick 1831
  • la prima ferrovia, realizzata da George Stephenson 1825
  • la pila di Alessandro Volta 1800
  • il primo elettromagnete, costruito da William Sturgeon 1826
  • il primo dirigibile, progettato da Henri Giffard 1852.
  • la prima pistola a sei colpi, realizzata nel 1836 da Samuel Colt ispirandosi allidea di Elisha Collier del 1818
  • la macina meccanizzata di Oliver Evans per la produzione di farina 1788


                                     

3.2. Era industriale La seconda rivoluzione industriale

Il periodo che va dalla metà fino alla fine del XIX secolo è chiamato "seconda rivoluzione industriale". Tale periodo è contraddistinto da una maggiore disponibilità delle materie prime a causa delle conquiste coloniali da parte degli stati europei; dallaltra parte, si assistette a un incremento delluso dellacciaio, da una parte grazie allinvenzione del calcestruzzo armato nato nel 1849 dalle ricerche di Joseph Monier e François Coignet e dallaltra parte grazie allinvenzione del convertitore Bessemer introdotto da Henry Bessemer nel 1855 che permise la produzione di un maggiore quantitativo di acciaio. Vennero costruiti la nave a vapore più grande del mondo "Great Eastern" progettata nel 1858 da Isambard Kingdom Brunel e il primo ponte di calcestruzzo armato progettato nel 1875 da Joseph Monier. In seguito allo sviluppo dellacciaio e del calcestruzzo armato, gli edifici crescono sempre più in altezza: nasce così lascensore, progettato dallingegnere Elisha Otis e utilizzato per la prima volta a New York nel 1857. Il continuo sviluppo delluso nellacciaio nelle costruzioni sfociò con la costruzione della Tour Eiffel, costruita da Gustave Eiffel in commemorazione dellExpo 1889 che si tenne a Parigi.

Nel 1860 ebbe inizio lo sviluppo della telefonia grazie a Johann Philipp Reis, inventore del predecessore del telefono. Seguì nel 1876 linvenzione del telefono propriamente detto da parte di Alexander Graham Bell.

Notevole fu anche lo sviluppo delle applicazioni nellambito dellelettricità e dellelettromagnetismo, grazie allinvenzione della lampadina nel 1879 da parte di Thomas Edison e allinvenzione del motore a corrente alternata inventato nel 1882 da Nikola Tesla. A Tesla si deve anche la costruzione del primo impianto idroelettrico, situato nelle cascate del Niagara 1895.

                                     

3.3. Era industriale La terza rivoluzione industriale

La terza rivoluzione industriale è rappresentata da unaccelerazione dello sviluppo tecnologico in concomitanza della seconda metà del 900. Durante tale periodo si ha lavvio della corsa allo spazio grazie allo Sputnik 1, il primo satellite artificiale della storia. La corsa allo spazio, che vide come partecipanti gli USA e lURSS, continuò a un ritmo incalzante, fino allo sbarco delluomo sulla Luna: tale traguardo fu raggiunto nel 1969 dagli Stati Uniti in corrispondenza della missione spaziale denominata Apollo 11, a cui parteciparono gli astronauti Neil Armstrong, Buzz Aldrin e Michael Collins.

                                     

4. Il ruolo delle donne nellingegneria

Nel contesto dellingegneria del XX secolo, lirlandese Alice Perry 1906 la romena Elisa Leonida Zamfirescu 1912 sono considerate fra le prime donne al mondo a ottenere una laurea in ingegneria.