Lezione 05/05/2011

Parole Chiave:
-Acqua
-Fuoco
-Pressione
-Vapore

"Macchina a Vapore di James Watt"

Dopo la prima ora di lezione, che abbiamo passato ad esporre un catalogo di suggerimenti e precisazioni riguardanti il blog, abbiamo iniziato a trattare l'argomento delle tecnologie dell'aria e del fuoco.
Un'importante (e sconvolgente) scoperta fatta da Galileo & Co. riguarda l'aria. Si scoprì infatti che l'aria ha un peso. Otto von Guericke fece l'esperimento della "bolla": prese una sfera divisa in due da cui tolse l'aria tramite una pompa, creando il vuoto all'interno della sfera. Notò che le due parti della sfera si erano incollate, a causa della forte differenza di pressione, e fu per lui impossibile dividerla, anche con la trazione di sei cavalli.
Denis Papin invece inventa la pentola a pressione e trae diverse conclusioni sulla correlazione tra fuoco, acqua, vapore e pressione.

"Funzionamento della Pompa a Fuoco" (prof. V.Marchis)

Thomas Savery va oltre ed inventa una sorta di macchina a vapore azionata a mano (chiamata anche "pompa a fuoco"), che venne poi ripresa, e sotto diversi aspetti migliorata da Thomas Newcomen, la cui macchina era automatica, cioè non aveva bisogno dell'ausilio dell'uomo poichè riusciva ad autosostenersi.
Il terzo importante passo fu quello di James Watt che riuscì, tramite un sistema biella-manovella e un volano, a far produrre un moto rotatorio dalla macchina.

Lezione 04/05/2011

Parole Chiave:
-Nuova Scienza
-Metalli
-Fisica
-Isaac Newton

"Isaac Newton"

Torniamo al discorso "stampa". Abbiamo detto nelle scorse lezioni che Gutenberg riusci nell'impresa a metà del Quattrocento grazie ad un grande progresso della scienza tecnologica, passando sempre più dal mondo del pressapoco all'universo della precisione.
Uno dei progressi fondamentali fu quello nel campo della metallurgia. L'arte dei metalli ha inizio all'alba del Cinquecento, venendo formalizzati con una sorta di "ricettari" che ricordano quelli dell'alchimia. Ne è un esempio la tabula affinitatum che presenta le varie interazioni tra diverse sostanze. I primi "ricettari", che erano tedeschi, si chiamavano Bergbuchlein.
A metà del Cinquecento iniziano a comparire i primi trattati di metallurgia, ben diversi dai teatri che erano testi rivolti ai potenti. Importante il De Re Metallica di Georg Bauer (in arte Georgius Agricola), trattato molto completo che diventò un vero e proprio libro di testo per le scuole di metallurgia.
A partire dalla seconda metà del Cinquecento inizia ad operare Galileo Galilei. Egli comincia studiando medicina, poi si sposta di città in città per studiare ed insegnare, prestando poi attenzione agli studi ingegneristici, a partire dalla resistenza dei corpi. A quei tempi si diceva che la società si fondava su tre pilastri fondamentali: la nobiltà, il clero e l'esercito. Francesco Bacone disse per primo che si dovrebbe aggiungere una quarta classe fondamentale: quella degli scienziati. Galileo fu inoltre il primo a scoprire (o meglio a capire) la non linearità dei risultati fisici. Basti pensare che il volume varia con la terza potenza della lunghezza, mentre la superficie con la seconda. Egli stesso fece il famoso esempio dell'osso per far comprendere che non tutto segue le leggi della proporzione. Così nacque la nuova scienza: la fisica.

"Galileo Galilei"

Se parliamo di fisica classica però non possiamo non parlare del suo maggiore esponente: Sir Isaac Newton (1642-1727), un uomo che dedicò la propria vita agli studi. Infatti è a lui che si devono tutte le attuali tecnologie basate sulla meccanica classica (e non quella quantistica di Einstein). Egli, stimolato dalla sua storica nemesi Robert Hook, ebbe la brillante idea di osservare il sistema solare per trarre delle conclusioni fisiche sulla gravità e la forza. Newton, anche se con molta riluttanza, nel 1687 pubblica il Principia Mathematica, forse il trattato più importante di sempre, in cui ci regala i tre principi fondamentali su cui ancora oggi si basa la fisica classica. Nonostante il grande successo (fu addirittura eletto baronetto dalla Regina Anna) egli conservò sempre la sua modestia. Disse infatti, probabilmente riferendosi a Keplero e Galileo, che "Se ho visto più lontano, è perchè stavo sulle spalle dei Giganti.".
Su di lui a lezione abbiamo visto un bellissimo video-documentario che ne mostrava la biografia completa, i cui link sono qui in basso.

Isaac Newton - Parte 1

Isaac Newton - Parte 2

Isaac Newton - Parte 3

Isaac Newton - Parte 4

Isaac Newton - Parte 5

Lezione 20/04/2011

Parole Chiave:
-Memoria
-Teatro
-Acqua

"Vite Idraulica secondo Leonardo Da Vinci"

Oggi si è parlato prima di tutto delle nuove esigenze che si ebbero dopo l'invenzione della stampa. Uno dei più grandi problemi era che anche dopo l'invenzione della stampa se si voleva leggere un libro ci si sarebbe dovuti recare nel luogo in cui esso era conservato. A ciò si aggiunge il fatto che non tutti potevano avere accesso al libro, poiché esso poteva essere commentato nei marginali posti al lato.
Nacque inoltre la "necessità di ricordare". Un importante studioso dell'arte della memoria fu Giulio Camillo, che scrisse il libro "L'Idea del Theatro", pubblicato postumo nel 1550. Questo testo cambia l'idea di libro, facendolo assomigliare ad una enciclopedia, ad un'opera teatrale, da cui prende il nome il nuovo genere letterario. I teatri sono quindi rassegne fortemente illustrate che promuovono una particolare materia scientifica, utilizzando appunto la metafora del teatro. Essi dovevano possedere un senso di bellezza, dato che erano libri mirati ad un pubblico più alto e ricco. Non erano infatti dei manuali ma dei testi  che dovevano dimostrare il fascino di una scienza e la sua meritevolezza di finanziamenti. Così un artefatto della tecnologia come la stampa diventò uno strumento di conoscenza.
Nacquero teatri per ogni materia che diedero vita a nuovi generi letterari. Tra questi i "teatri di macchine", con cui gli ingegneri riescono a promuovere le proprie innovazioni. Colui che inaugurò questo genere fu Jacques Besson con il suo "Theatrum Instrumentorum et Machinarum". Il secondo è di un italiano, il capitano Agostino Ramelli, che tratta di macchine militari. Estremamente degno di attenzione il "Novo Teatro di Machine et Edificii" di Vittorio Zonca. Questo teatro fu scritto a Padova nel 1607, proprio negli anni in cui Galileo Galilei insegnava nella città emiliana pur prestando particolare attenzione all'Arsenale di Venezia. Quindi è particolarmente importante per diversi motivi tra cui: è scritta in italiano, anche se rivolto ad un pubblico colto presenta grandi novità tecnologiche (vite perpetua), nel disegno vengono contrassegnate tutte le parti della macchina, presenta una scala grafica e le figure non sono più in prospettiva ma in assonometria.

"Disegno della Vite di Archimede" (prof. V.Marchis)

Cambiamo registro e parliamo della scienza delle acque. Un primo grande contributo fu quello di Ctesibio che inventò la pompa a stantuffo. Già ai tempi di Roma si aveva una grande conoscenza dell'idraulica, basti pensare ai famosi acquedotti. Fondamentali le testimonianze lasciate da Leonardo da Vinci, grande osservatore, che disegnò il comportamento dell'acqua in particolari situazioni, come la piena di un fiume. Egli studia e disegna diverse macchine tra cui la vite di Archimede e i sistemi di chiuse, oltre ad utilizzare l'acqua in modi alternativi come dimostrano i suoi progetti di una sega idraulica e di una draga.
Dopo Galileo e la nascita del metodo scientifico anche l'idraulica stessa viene affrontata da un punto di vista scientifico. Un importante contributo lo si deve a Benedetto Castelli, che fece capire l'importanza della standardizzazione nelle tecniche.
Nonostante tutto il più importante passo verso l'idraulica moderna lo si deve ad uno studioso del Settecento, Bernard Forest de Bélidor con la sua opera "Architecture Hydraulique".
Alla prossima e buona Pasqua!! =)

"La Vite di Archimede"

Lezione 13/04/2011

Parole Chiave:
-Stereotomia
-Mura
-Cannone
-Grandezza
-Cupola

"Centro storico di Grosseto"

Per prima cosa oggi abbiamo ribadito l'importanza delle parole. Dopodichè è iniziata la lezione vera e propria. Si è detto che le varie parti delle cattedrali stavano insieme solo per attrito (a parte pochi pezzi), da qui l'importanza della stereotomia.
Il Medioevo nei suoi ultimi anni dà vita a tecnologie che permettono il progredire del Rinascimento. In quel periodo le città erano simili a dei castelli fortificati con delle possenti mura, in cui le torri hanno un ruolo importantissimo, basti pensare che il torrione ne era al centro. Nelle mura vi erano delle armi da getto di difesa, ma il trabucco di cui abbiamo parlato nell'ultima lezione era un'arma da offesa, atto a superare queste alte mura.

"Disegno di bastione alla moderna"(prof. V.Marchis)

All'inizio del Cinquecento si capì il potenziale della polvere da sparo o polvere pirica (zolfo, carbone, sal nitro). Fu molto complicato escogitare il sistema canna-proiettile senza che la canna si distruggesse. Infatti si ebbero i primi risultati solo quando si iniziò a fondere il bronzo per questo scopo (metà del '400). In principio ciò che contava era la grandezza di queste armi, così da poter incutere timore ai nemici. Il cannone ne è un tipico esempio. Esso infatti aveva una cadenza di fuoco estremamente bassa (circa un colpo ogni 24 ore) a differenza di armi più antiche (che avevano un tempo di ricarica di 15-30 minuti massimo). Come spesso capita solo dopo un po' si riconobbe l'importanza tattica del cannone. Esso infatti riusciva a trapassare le mura nemiche. Così la difesa tipo "scudo" divenne del tutto inefficace, portando alla necessità di costruire nuove mura tipo "sacchetto di sabbia". In sostanza diventarono da alte e snelle a basse e tozze, spesso rinforzate con la terra, tipo bastione moderno. Inoltre le torri diventarono angolari, trasformando i bastioni a punta di freccia, così da posizionare le armi difensive in modo tale da non far avvicinare nessuno alle mura (da qui l'espressione spazzare le mura). Molto importante anche il fossato attorno alle mura, che permetteva l'esistenza del cammino coperto.
Molti dei cambiamenti appena citati sono dovuti a Francesco Di Giorgio, architetto dei Duchi di Monfeltro a Urbino che ci lasciò numerosi manoscritti. Comunque in Italia ben presto si raggiungono nuove tecnologie costruttive. Per esempio Arnolfo di Cambio costruì il Duomo di Firenze, che doveva essere il più grande del mondo, ma non riuscì, viste le dimensioni, a costruire la cupola sulla base ottagonale già edificata. Così inizio un "concorso" per decidere chi e come avrebbe dovuto costruire la cupola. Filippo Brunelleschi, architetto e orafo, vinse sul rivale Ghiberti. Non potendo costruire una centina (armatura per sostenere la cupola in costruzione), egli decise di utilizzare e perfezionare il sistema a "spinapesce". Per fare ciò si aiutò con la geometria poichè la struttura della spinapesce proiettava una spirale sul piano sottostante. Per verificare di costruire una cupola perfetta il Brunelleschi inventò uno strumento chiamato gualandrino. Questo fu il primo indizio che ci fece capire che il fattore di scala non garantisce la linearità dei risultati, come dimostrò in seguito Galileo.

"Cattedrale di Santa Maria del Fiore a Firenze"

Lezione 06/04/2011

Parole Chiave:
- Macchina
- Medioevo
- Mulino
- Letteratura
- Esperimento
- Chiesa

"Mulino ad acqua ad asse orizzontale"

Quest'oggi abbiamo iniziato la lezione parlando di macchine, partendo dall'etimologia del termine per spiegare che a seconda del termine che si usava in antichità ("machina, mechanà" oppure "ingenium") si intendesse qualcosa di negativo o positivo (rispettivamente), ricollegandoci così al "Deus ex machina".
Abbiamo parlato poi di artefatti, distinguendoli da utensili e macchine. Per artefatto, come è già stato detto nel post precedente, si intende qualcosa prodotto dalla tecnica, mentre l'utensile è qualcosa di più specifico che si può definire come un'estensione di un arto atto a compiere con migliore efficienza un determinato compito, come ad esempio il martello che è un'estensione del pugno. La macchina è un dispositivo che appartiene alla categoria degli artefatti, e che consumando delle risorse variano l'ordine di un sistema. Indifferente il tipo di ordine, che può essere per esempio materiale, energetico o informativo. Notare che una macchina non deve necessariamente avere delle parti mobili. Si è parlato poi di un'altra tecnologia importantissima che ha fatto la storia: il mulino ad acqua. Non mi dilungherò nel descrivere il funzionamento di questi marchingegni (poichè spiegato perfettamente nel link appena citato); basti sapere che il loro scopo primario era quello di macinare il grano e che raggiunsero una discreta efficienza solo dopo molto tempo. Marc Bloch, storico del Novecento, parla infatti del mulino descrivendolo come "invenzione antica, trovò la sua vera diffusione solo nel Medioevo".

"Arco rampante"

Molte altre testimonianze fondamentali riguardanti il Trecento ce le regala il Sommo Poeta Dante Alighieri (1265-1321). Ne è un esempio la descrizione dell'Arsenale di Venezia nella Divina Commedia (da far notare il sito intratext riguardo a questo testo e non solo).
Tornando alla tecnologia è necessario citare il nome di Ruggero Bacone, colui che, ancor prima di Galileo Galilei, mette le basi per la nascita della scienza moderna, con il concetto di esperimento. Ne è testimonianza la lettera al al papa Clemente IV. Il Medioevo comunque ha avuto il fondamentale merito di "impostare" la nostra cultura. Chiusa la parentesi Medioevo si è parlato dell'importanza della chiesa dal punto di vista strorico, sociale, architettonico e tecnologico.
L'importanza della chiesa aumentò vertiginosamente conseguentemente al crollo di Roma. Dopo questo evento gli unici abitanti dell'Impero che potevano sopravvivere erano coloro che riuscivano a chiudersi in una struttura autosufficiente. L'abbazia ne è un tipico esempio. Se noi volessimo creare una abbazia perfetta dovremmo prendere  in considerazione la pianta della abbazia trovata a San Gallo, testimonianza fondamentale sotto questo punto di vista. Infine si è parlato di architettura, denotando le principali differenze tra stile romanico e stile gotico. Le differenze non sono tantissime a livello funzionale poichè una "segue" l'altra. Il gotico generalmente da una sensazione di maggiore leggerezza. Questo perchè si ebbe l'idea di scavare le parti che sontenevano meno peso e quindi lavoravano meno, grazie anche all'aiuto di elementi come gli achi rampanti.
A questo proposito cito Villard de Honnecourt, che scrisse una sorta di manuale per costruire una cattedrale, Le Carnet.

"Duomo di Milano"