4. Le innovazioni tecnologiche della rivoluzione industriale

4. Le innovazioni tecnologiche
della rivoluzione industriale
• Cambiamento tecnologico solamente uno dei
fattori che trasformò il volto dell’Inghilterra
nel periodo della rivoluzione.
• Vantaggio relativo nelle microinvenzioni più
che supremazia nelle macroinvenzioni.
• Sistema educativo non all’avanguardia; la
maggior parte degli ingegneri e dei meccanici
si formava attraverso il tradizionale sistema
dell’apprendistato, senza una formazione
specifica.
• Molti erano autodidatti, ma con una grande
curiosità e predisposizione ad apprendere e
sperimentare. Dietro i grandi ingegneri vi era
la schiera di meccanici specializzati e artigiani,
da cui dipese in gran parte il successo
tecnologico britannico.
• I settori che prima degli altri sperimentarono i
mutamenti rivoluzionari della tecnologia e la
nuova organizzazione produttiva furono
l’industria del cotone e quella del ferro.
La macchina a vapore
• La forza del vapore già nota ai Greci.
• Denis Papin (XVII sec.): macchina a vapore ad alta
pressione che utilizzava la forza motrice del
vapore per sollevare il pistone di un cilindro,
mentre la condensazione del vapore creava poi
un vuoto sotto lo stantuffo che gli imprimeva la
spinta per la corsa discendente.
• Thomas Savery: tecnico minerario della
Cornovaglia, trasforma l’idea sperimentale in
innovazione pratica. Nel 1698 Savery brevettò
una pompa a vapore per estrarre l’acqua dalle
miniere; la macchina presentava tuttavia ancora
numerosi difetti.
• Thomas Newcomen: fabbro e mercante di
ferro del Devonshire.
• “motore atmosferico” (utilizza la pressione
atmosferica che agisce sul vuoto): riprende
l’idea di Papin di un pistone che lavora in un
cilindro, ma non utilizza la forza motrice
diretta del vapore, bensì lo condensa quando
viene introdotto nel cilindro, creando un
vuoto che lo spinge verso il basso.
• Il primo esemplare venne installato nel
1712 a Tipton; da quel momento la
diffusione in Gran Bretagna fu rapida e si
sarebbe ridotta solamente con
l’introduzione dei nuovi motori di Watt a
partire dal 1775.
• Limitata diffusione all’estero.
• Inconvenienti: era di grosse dimensioni, il
suo costo era notevole, richiedeva una
grande quantità di carburante. Uso limitato
alle miniere di carbone, dove la polvere di
carbone come combustibile era disponibile
a costo zero. Motore doppiamente legato
alle miniere di carbone: ne creavano
l’esigenza per pompare l’acqua in
profondità e ne permettevano il
funzionamento fornendo il combustibile.
• James Watt: tecnico di laboratorio
dell’Università di Glasgow che si era trovato a
dover riparare una macchina di Newcomen.
• La sua invenzione del condensatore separato,
applicata alla macchina a vapore dal 1776, ne
ridusse i consumi di combustibile; la macchina
“a doppio effetto” (brevettata nel 1782)
aumentava la sua potenza introducendo
vapore sotto pressione su entrambi i lati della
testa del pistone.
• Watt incontra Mattew Boulton, un facoltoso
commerciante di articoli di ferramenta di
Birmingham, che gli mette a disposizione i
capitali necessari per proseguire le ricerche.
• I motori di Watt si diffusero con rapidità.
Applicati in miniere, altiforni o adibiti a far
girare macchinari. All’inizio del 1800 le
industrie tessili rappresentavano il mercato
principale.
• Scarsa diffusione all’estero.
• Nel 1810 5.000 macchine a vapore in Gran
Bretagna, 200 in Francia e nessuna in Germania.
• Applicazione della macchina a vapore alle
imbarcazioni.
• Vari esperimenti nel corso del XVIII secolo.
All’inizio dell’Ottocento l’uso del vapore sulle
imbarcazioni a pale era ormai consolidato. Servizi
regolari sui laghi di tutta Europa e dell’America
del Nord, sui fiumi e lungo brevi rotte costiere.
• Il limite era rappresentato dal combustibile: tutto
dipendeva dalla quantità di carbone che le
imbarcazioni riuscivano a trasportare.
• Dopo il 1835 imbarcazioni a elica
sostituiscono quelle a pale.
• A partire dalla metà del XIX secolo
transatlantici.
• Applicazione del vapore ai trasporti
terrestri.
• Su strada non riuscì a spazzare via la
precedente tecnologia, a causa degli effetti
devastanti che le vetture a vapore avevano
sulla superficie stradale.
• Diverso il discorso per le strade ferrate
• 1801 Richard Trevithick: prima
applicazione di una carrozza a vapore su
strada ferrata.
• 1830 inaugurato il primo tronco della
linea ferroviaria Liverpool-Manchester,
prima linea non esclusivamente riservata
al trasporto di carbone.
Rimorchiatore o cavallo a vapore
Diligenza a vapore
• Scienza e tecnica:
• James Watt tipico esempio di
integrazione tra scienza e tecnica: pur
non essendo un uomo di scienza le sue
invenzioni partirono da un ragionamento
scientifico che egli poté sviluppare
seguendo alcune lezioni all’università di
Glasgow dove lavorava.
• Incerta rimane la misura dell’impatto delle
scoperte scientifiche sul progresso
tecnologico; le più importanti invenzioni
furono in gran parte il risultato di intuizioni e
abilità meccaniche.
• Metodo scientifico-sperimentale e mentalità
scientifica; necessità di applicarsi alla
soluzione di problemi empirici, secondo una
cultura scientifica che collocava la scienza al
servizio degli interessi pratici, commerciali e
manifatturieri.
• I brevetti. In vigore in Inghilterra fin dagli inizi
del Seicento, garantivano all’inventore
l’utilizzazione esclusiva, seppure per un
periodo limitato di tempo, dei frutti del suo
ingegno. La Francia ebbe una legge sui
brevetti solo nel 1791, la Germania nel 1842.
In Inghilterra nella seconda metà del
Settecento i brevetti furono oltre 1.700, e
oltre 10.000 tra il 1800 e il 1850.
• Joseph Schumpeter: distinzione tra invenzione
e innovazione.
• L’invenzione: qualsiasi novità brevettabile, cioè
un qualsiasi miglioramento nei metodi o nei
processi di lavorazione.
• L’innovazione: si ha quando l’invenzione viene
effettivamente applicata al processo
produttivo.
• Un’invenzione può non trasformarsi mai in
innovazione oppure dar vita a più innovazioni.
L’industria del cotone
• A metà Settecento l’industria tessile
prevalente in Inghilterra era quella della
lana. Industria del cotone modesta e
arretrata; introdotta nel Lancashire nel
XVII secolo, subiva la concorrenza delle
stoffe colorate indiane.
• Il peso dell’industria cotoniera nel
reddito nazionale passa dal 4-5% al 7-8%
in appena dieci anni, dal 1802 al 1812.
Nel 1839 le esportazioni di tessuti di
cotone rappresentavano la metà delle
esportazioni britanniche, sostituendo i
tessuti di lana.
• 1733 John Kay (meccanico orologiaio), la navetta
volante: riguardava la tessitura; era un telaio in
cui la navetta, montata su rotelle, veniva colpita
da pulsanti e quindi spinta attraverso l’ordito;
permise ad un solo tessitore di fare il lavoro che
prima richiedeva due persone. Il nuovo congegno,
tuttavia, fu mal visto dai tessitori del Lancashire e,
anche a causa di problemi meccanici, si diffuse
lentamente e non divenne di uso comune prima
del 1760. La filatura continuava a richiedere
molta manodopera e dunque i tessuti
continuavano ad essere molto costosi.
Cardatrice per filati pettinati
• 1764 James Hargreaves (falegname-tessitore di
Blackburn), la spinning jenny: formata da una
ruota che muoveva una batteria di fusi ed era
azionata da una sola persona che poteva filare sei
o sette e poi fino ad ottanta fili alla volta. Si
diffuse rapidamente, anche perché era poco
costosa e poco ingombrante e poteva essere
utilizzata nell’industria a domicilio. Entro il 1788
circa 20.000 i filatoi di questo tipo in Inghilterra. Il
filato prodotto dalla jenny era però debole e
quindi adatto soltanto per la trama: l’ordito
doveva essere filato ancora con la ruota a mano.
• 1769 Richard Arkwright (barbiere di Preston),
la water frame: un filatoio idraulico in grado di
produrre un filato molto resistente che poteva
essere usato sia come ordito che come trama
e permise di superare i tessuti in misto lino.
• Richiedeva una grande quantità di energia e
perciò fin dall’inizio la filatura per mezzo della
nuova macchina fu eseguita in opifici.
Telaio per tappeti
• 1779 Samuel Crompton, la mule jenny:
derivata dalla combinazione della
spinning jenny con la water frame. Il
filato ottenuto, più liscio e più sottile,
permise finalmente ai produttori inglesi
di superare quelli indiani per la qualità
dei tessuti.
• 1785 Edmund Cartwright, il telaio
meccanico: macchina mossa dal vapore,
che tuttavia si sarebbe affermata solo
dopo il 1820, anche a causa
dell’opposizione dei tessitori, che
temevano di perdere il lavoro.
Molteplici i motivi dell’espansione dell’industria
cotoniera:
• al contrario dell’industria laniera, era un’industria
nuova intorno alla quale non si era ancora creata una
rete di interessi corporativi, per cui un gruppo di
imprenditori intraprendenti poté innovare ed investire
senza problemi.
• non fu subito necessario passare al sistema di
fabbrica, poiché alcune innovazioni, ed in particolare la
spinning jenny, si adattavano perfettamente al lavoro a
domicilio.
• si trattava di un settore labour intensive, cioè
ad alta intensità di lavoro, che poté sfruttare la
manodopera a basso costo.
• trovava un mercato già esistente, poiché gli
inglesi erano abituati ai tessuti indiani.
• si prestava all’esportazione, anche perché i
prezzi andarono sempre più diminuendo, il
che evitò una saturazione del mercato interno.
L’industria del ferro
• industria capital intensive, poiché richiedeva forti
investimenti.
• organizzata già da tempo in forma capitalistica, con
molti operai impiegati nelle officine alle dipendenze di
un datore di lavoro, che produceva per il mercato.
• utilizzava materie prime inglesi.
• non produceva beni di consumo ma beni intermedi.
• industria itinerante poiché legata alla presenza del
carbone di legna, si spostava man mano che le riserve
garantite da un bosco finivano.
• carbone di legna sostituito dal carbon fossile,
disponibile in grandi quantità, ma aveva il limite di
produrre una ghisa molto fragile.
• 1709 Abraham Darby: proprietario di una
ferriera, iniziò ad utilizzare un nuovo
procedimento con cui riuscì ad estrarre il coke
dal carbon fossile con un processo simile a
quello usato per la produzione del carbone di
legna: il minerale veniva riscaldato in un
ambiente chiuso per eliminare le impurità e
ottenere come residuo il coke. Il procedimento
tuttavia stentò ad affermarsi, perché dava un
ferro di cattiva qualità.
• 1783-1784 Peter Onion e Henry Cort:
brevettarono separatamente il processo del
puddellaggio, un processo di decarburazione
mediante il quale la ghisa veniva fusa in un
forno ad alte temperature e agitata
continuamente per liberarla dal carbonio e
dalle scorie e infine passata fra cilindri di ferro
che ne eliminavano per pressione le impurità
rimaste. In tal modo venivano ottenuti ferro e
acciaio di buona qualità.
• La scoperta del puddellaggio liberava le
fonderie dal vincolo con le aree boschive;
liberava la Gran Bretagna dalla necessità di
importare grandi quantità di carbone di legna;
determinava il sorgere di grandi impianti
integrati in cui tutti i processi, dall’estrazione
del minerale alla laminazione, erano
controllati dallo stesso gruppo di imprenditori.
• Industria siderurgica inglese concentrata in
quattro zone principali: lo Staffordshire, lo
Yorkshire meridionale, il Clyde e il Galles
meridionale.
• La produzione di ghisa, fin lì rimasta stabile
attorno alle 25.000 tonnellate all’anno,
raggiunse le 100.000 tonnellate nel 1800 e 2,2
milioni di tonnellate nel 1850. La Gran
Bretagna arrivò a detenere più della metà
della produzione mondiale.
• John Wilkinson, un industriale siderurgico a
cui si devono la costruzione del primo ponte in
ghisa sul fiume Severn (1776) e il varo della
prima nave in lamiera bullonata (1787).