L'Ottocento



I progressi dell'ingegneria

Con la fine dell'Impero napoleonico gli effetti della "rivoluzione industriale" raggiungono l'Europa continentale che rapidamente si trasforma. In Francia Sadi Carnot, affascinato dalla macchina a vapore di Watt e Boulton scrive "La potenza motrice del fuoco" (1826) con cui fonda la moderna termodinamica delle macchine termiche. Le ruote a pale dei mulini hanno subito profonde trasformazioni, incurvandosi in modo da sfruttare al meglio l'energia dell'acqua, e nel volgere di pochi anni, con il contributo di illustri meccanici nascono le turbine idrauliche: Jonval, Fourneyron, Girard, e poi ancora Francis, Pelton e Kaplan. Anche le macchine a vapore subiscono una rapida evoluzione: sia dal punto di vista della regolazione, sia nella struttura diventando sempre più potenti. Anche se il loro rendimento risulta più basso di quello delle macchine idrauliche, esse riescono a produrre livelli di potenza meccanica assai più elevati. Senza queste macchine non si possono costruire i laminatoi, con i quali si fabbricheranno macchine a vapore sempre più potenti, e così via.
Per la trasmissione della potenza meccanica si tentano inutilmente svariate soluzioni "meccaniche". Le trasmissioni "telodinamiche" a funi metalliche ideate dall'ingegnere tedesco Hirn, che ha installato un impianto di sua progettazione a Sciaffusa, affascinano il giovane Galileo Ferraris che su tale tema svolge la sua tesi di laurea. La soluzione dovrà arrivare da un altro fronte.

Le infrastrutture

Il processo di industrializzazione non si applica soltanto al tessile o all'industria meccanica, ma soprattutto e anche alla stessa industria dell'energia. Il problema maggiore risulta sempre quello della distribuzione, perchè l'utenza richiede spesso piccole potenze da utilizzare in luoghi distanti da quelli in cui l'energia viene prodotta. Le ferrovie hanno sì permesso di portare le risorse energetiche nelle centrali a vapore, lontano dalle miniere. Le infrastrutture viarie collegano i porti con i distretti industriali. In Italia, il Nord-Ovest viene collegato per volere del conte di Cavour al porto di Genova con il traforo dei Giovi sulla linea per Torino. Carlo Cattaneo diventa fautore di una linea ferroviaria che colleghi Milano a Venezia.
L'ingegneria ferroviaria, dopo lunghi anni di insuccessi finalmente capisce che le montagne non si possono scalare ma che le valli si attraversano con i ponti e le catene con i trafori. La scienza delle costruzioni da un lato, con le importanti scoperte teoriche di Alberto Castigliano e di Federigo Menabrea, riesce a progettare e costruire arditi viadotti metallici. Le innovazioni di Germano Sommeiller con le perforatrici pneumatiche danno finalmente impulso ai grandi trafori alpini: Frejus (1870), Gottardo (1882) , Sempione (1906).
In Francia, come in Portogallo, Gustave Eiffel realizza prima arditi viadotti in ferro, quindi si cimenta nella Tour che è pronta per l'Esposizione internazionale del 1889. Negli ultimi anni del secolo XIX Francois Hennebique (1842-1921) diffonde con brevetto (1892) un "sistema di costruzioni in calcestruzzo armato" con caratteristiche di lunga durata ed "assoluta sicurezza contro gli incendi". Una società diffusa in tutto il mondo gestisce la cessione dei diritti e ben presto le nuove costruzioni in beton armé appaiono in tutte le città più industrializzate.
L'invenzione della pila da parte di Alessandro Volta sul far del secolo ha dato il via ad una nuova scienza. L'elettricità nel volgere di pochi anni si impadronisce di alcuni dei settori più importanti delle tecnologie innovative: l'elettrometallurgia, chiamata anche galvanoplastica con cui si producono manufatti metallici per elettrodeposizione e le telecomunicazioni. Il telegrafo, nato alla fine del XVIII secolo, per merito di Claude Chappe inventore del telegrafo ottico, ben presto si trasforma in una delle più importanti infrastrutture territoriali e cresce di pari passo con la rete ferroviaria di cui è sostegno informativo e da cui trae indubbi vantaggi di costruzione e soprattutto di manutenzione. L'illuminazione elettrica, ad arco voltaico, viene impiegata con successo solo in alcune dimostrazioni e per impieghi particolari perchè le potenze richieste sono troppo elevate per i modesti generatori di cui si dispone. L'illuminazione a gas, prodotta con i residui della distillazione del carbone fossile nella produzione di coke, continua ad essere largamente diffusa.

L'energia elettrica

Le esperienze di ricavare energia meccanica dall'elettricità sono inizialmente senza successo. Il modello alternativo di motore, già impiegato con ottimi risultati nei confronti del vapore non è riproducibile con l'energia elettrica e solo una lunga serie di tentativi, tra cui spicca la "macchinetta" di Antonio Pacinotti, permette di arrivare ai motori a corrente continua a collettore. Questi motori sono macchine reversibili: usati all'inverso diventano dinamo che, mosse meccanicamente, producono un flusso di corrente continua all'uscita dei propri morsetti.
Faraday ha scoperto le leggi dell'induzione elettromagnetica e ben presto si scoprono le proprietà dei trasformatori di corrente, i quali però funzionano soltanto con correnti variabili nel tempo. La possibilità di elevare, e in seguito di abbassare, la tensione di una linea di trasmissione di energia elettrica è alla base dell'economicità del trasporto dell'energia elettrica. L'esperimento condotto tra Torino e Lanzo (40 km) dalla ditta Ganz per l'Esposizione internazionale di Torino del 1884 sancisce definitivamente il successo di questo sistema. L'anno successivo Galileo Ferraris mette a punto un motore elettrico in grado di funzionare in corrente alternata. L'ultimo scoglio concettuale nella produzione, trasporto e utilizzazione dell'energia elettrica è definitivamente superato.
Nel giro di pochi anni le vecchie trasmissioni meccaniche che alimentavano le macchine con lunghe cinghie pendenti dalle pulegge montate nel soffitto delle officine, sono sostituite da piccoli ed efficienti motori elettrici posti a muovere ciascuna macchina.
Anche la ferrovia, che aveva sperimentato la propulsione elettrica ad accumulatori nelle linee tranviarie, ben presto si converte all'elettrico.
A fianco delle centrali a vapore sorgono, soprattutto lungo l'arco alpino, nuovi impianti idroelettrici.

I motori a combustione interna

Non solo i motori elettrici mutano le regole del gioco della meccanica e dell'ingegneria industriale. I motori a combustione interna dapprima sono macchine rudimentali (motori a gas, vengono chiamati): negli anni '80 l'ingegnere tedesco Niklaus A.Otto mette a punto un sistema di miscelazione dell'aria con la benzina che favorisce l'esplosione della miscela all'interno del cilindro. Il motore a scoppio dapprima ha scarse applicazioni e soltanto alla fine del secolo riesce a imporsi nella propulsione semovente delle vetture "automobili". In America le fabbriche di Henry Ford adottano con successo le nuove teorie della "organizzazione scientifica del lavoro" di Taylor e in Europa le case automobilistiche nascono in gran numero. La Fiat di Torino nasce nel 1899.

I pionieri del trasporto aereo

I trasporti aerei hanno sfruttato per tutto il secolo XIX "il più leggero dell'aria": aerostati e dirigibili navigano con successo soltanto per fini strategici e militari. Nel 1803 a Kitty Hawk , negli Stati Uniti, i fratelli Wilbur e Orville Wright fanno volare il primo aereo a motore. Henri Bleriot attraversa la Manica nel 1905. In Italia i primi voli dimostrativi hanno luogo nel 1908 per opera di Louis Delagrange. Subito i militari si accorgono della estrema potenzialitą del mezzo e gią nel 1911 vengono impiegati i primi mezzi aerei per operazioni di bombardamento nella Guerra di Libia.
La Grande Guerra (1914-18) č il banco di prova sia per gli aerei sia per i mezzi su gomma. Con i primi anni '20 restano in attività solamente i grandi colossi dell'automobile. Moltissime piccole officine sorte a carattere artigianale non riescono a sostenersi: la crisi del 1929 ne segna la fine definitiva.