La Rivoluzione industriale britannica ha trasformato la vita sul lavoro e a casa praticamente per tutti. Il rumore, l'inquinamento, gli sconvolgimenti sociali e i lavori ripetitivi erano il prezzo da pagare per macchine che risparmiavano lavoro, trasporti economici e confortevoli, beni di consumo più accessibili, illuminazione e riscaldamento migliori e vie di comunicazione più veloci.
Qualsiasi lista di invenzioni è lontana di essere completa, ma le seguenti sono state scelte non solo per quello che potevano fare ma anche per come hanno reso possibili altre invenzioni e per come hanno trasformato la vita lavorativa e quotidiana di milioni di persone. Anche il periodo preso in considerazione è importante e in questo caso è stato preso dal 1750 al 1860. Tenendo presenti questi criteri, le 10 principali invenzioni della Rivoluzione industriale sono state:
- La macchina a vapore di Watt (1778)
- Il telaio mecanico (1785)
- La Cotton Gin (1794)
- L'illuminazione stradale a gas (1807)
- L'elettromagnete (1825)
- La prima fotografia (1825)
- La locomotiva di Stephenson (1829)
- Il telegrafo elettrico (1837)
- Il martello a vapore (1839)
- La produzione di massa dell'acciaio (1856)
La macchina a vapore di Watt
La macchina a vapore, che sfruttava l'energia derivante dall'espansione dell'acqua riscaldata, è spesso citata come l'invenzione più importante della Rivoluzione industriale, principalmente perché molte altre importanti invenzioni successive la usarono come fonte di energia. La macchina a vapore è nata dalla necessità di pompare pozzi minerari allagati e consentire un'estrazione più profonda. La prima pompa a vapore fu inventata da Thomas Savery (c. 1650-1715) nel 1698. Nel 1712, Thomas Newcomen (1664-1729) perfezionò la sua pompa a vapore più potente per drenare l'acqua dalle miniere di carbone a Dudley nelle Midlands.
I MOTORI A VAPORE FURONO UTILIZZATI PER TRENI E navi a vapore E QUESTO CAUSÒ UN BOOM DELL'INDUSTRIA MINERARIA DEL CARBONE.
Per rendere la macchina a vapore più utile per altri scopi, doveva essere resa più efficiente sia in termini di consumo di carburante che di potenza. Il liutaio scozzese James Watt (1736-1819) e Matthew Boulton (1728-1809) continuarono ad armeggiare con il funzionamento del motore a vapore finché, nel 1778, avevano perfezionato un condensatore separato per aumentare notevolmente l'efficienza della macchina. La potenza è stata aumentata anche dal vapore che spingeva il pistone verso il basso e non solo verso l'alto (da cui il nome, un motore a doppio effetto), aumentando la "potenza", termine coniato da Watt. La macchina ha anche convertito la sua potenza in un movimento rotatorio più versatile utilizzando un volano. Utilizzando solo un quarto del carburante della macchina di Newcomen, la macchina di Watt era abbastanza economica da poter essere utilizzata quasi ovunque. Le macchine a vapore hanno continuato a evolversi, in particolare con la macchina a vapore di espansione, e hanno beneficiato di macchinari per utensili sempre migliori che potevano realizzare parti più resistenti e più adatte.
Nel 1800, la Gran Bretagna vantava oltre 2.500 macchine a vapore, la maggior parte delle quali utilizzate nelle miniere, nei cotonifici e nelle fabbriche. 500 di queste macchine erano prodotte dalla fabbrica di Watt e Boulton a Birmingham. Ogni aspetto della vita ne fu influenzato. Il vapore ora alimentava fontane, trebbiatrici, pompe per le acque reflue e macchine da stampa. In sostanza, qualsiasi lavoro che richiedesse di spingere, tirare, sollevare o premere poteva essere reso molto più efficiente utilizzando macchine a vapore. I motori a vapore furono utilizzati per treni e navi a vapore e, giustamente, tutti questi impieghi causarono un boom nell'industria mineraria del carbone, che era stata l'origine della macchina.
Il telaio mecanico
L'industria tessile nella Rivoluzione industriale britannica è stata trasformata dalle macchine. Il telaio mecanico fu inventato da Edmund Cartwright (1743-1823) nel 1785. La macchina raddoppiò la velocità di produzione del tessuto e rese superflua la presenza di abili tessitori manuali. La macchina, completamente automatizzata, richiedeva un solo operaio per cambiare i fusi. Il telaio mecanico fu utilizzato per la prima volta in modo efficace nelle fabbriche di Richard Arkwright (1732-1792). Il governo britannico assegnò a Cartwright 10.000 sterline nel 1809 come ringraziamento per il contributo significativo che il telaio mecanico aveva dato all'industria britannica. Altri inventori migliorarono l'efficienza del telaio di Cartwright, come Richard Roberts (1789-1864) che ne realizzò una versione in ferro più affidabile nel 1822. Le fabbriche tessili di tutto il mondo non tardarono a dotarsi di un gran numero di telai elettrici. Nel 1835, in Gran Bretagna erano in uso 50.000 telai elettrici e le fabbriche potevano produrre tessuti a un prezzo più basso che in qualsiasi altra parte del mondo.
La diffusione del telaio mecanico costrinse gli inventori a inventare filatoi migliori per fornire filati sufficienti per gli insaziabili telai. Gli operatori delle macchine non avevano più bisogno di competenze tessili e dovevano solo assicurarsi che le macchine continuassero a funzionare, spesso 24 ore. Si crearono nuovi posti di lavoro con la nascita di altre fabbriche. I prodotti tessili divennero più economici per tutti e le industrie di approvvigionamento, come le piantagioni di cotone e le miniere di carbone, ebbero un boom. In un altro effetto a catena, gli abusi dei lavoratori nel sistema delle fabbriche da parte di datori di lavoro senza scrupoli crearono il movimento sindacale per proteggere i diritti e la salute dei lavoratori.
La Cotton Gin
Ora che la filatura e la tessitura potevano essere completamente meccanizzate, la velocità e la quantità della produzione tessile aumentarono enormemente. Occorreva poi fornire alle macchine, sempre affamate, una quantità sufficiente di materia prima da lavorare, in particolare il cotone. Il cotone veniva raccolto, selezionato e pulito a mano, di solito utilizzando il lavoro degli schiavi nelle grandi piantagioni del sud degli Stati Uniti. Eli Whitney (1765-1825), originario del Massachusetts, si trasferì in una piantagione di cotone in Georgia dove creò un modo per accelerare la produzione di cotone. Il processo di separazione dei semi appiccicosi dai batuffoli di cotone, che richiedeva molto tempo, veniva ora eseguito dal Cotton Gin ("gin" significa "macchina" o "motore"), inventato da Whitney nel 1794.
Dapprima azionata da cavalli o ruote ad acqua, la sgranatrice di cotone si avvalse infine dell'energia a vapore. La macchina tirava il cotone grezzo attraverso una rete a pettine dove una combinazione di denti metallici rotanti e ganci lo separava e rimuoveva i fastidiosi semi. Una singola sgranatrice poteva lavorare fino a 25 kg di cotone al giorno. Con l'aumento della produzione di cotone, sempre più schiavi venivano impiegati nelle piantagioni per raccogliere i batuffoli di cotone che alimentavano le insaziabili sgranatrici. La macchina ebbe un tale successo che fu copiata illegalmente dai proprietari delle piantagioni di tutto il mondo. La popolazione di schiavi in America salì a quasi 4 milioni nel 1860. Il cotone veniva esportato in lungo e in largo e gli Stati Uniti rappresentavano il 75% della produzione mondiale di cotone. In Gran Bretagna, nel 1790, il cotone rappresentava il 2,3% delle importazioni totali; nel 1830, questa cifra era salita al 55%. Le fabbriche tessili britanniche lavoravano la materia prima e la esportavano di nuovo con un tale successo che i tessuti di cotone rappresentavano la metà delle esportazioni totali della Gran Bretagna nel 1830. Come nota lo storico R. C. Allen, in termini globali, "il cotone è stato l'industria delle meraviglie della rivoluzione industriale" (182).
L'illuminazione stradale a gas
La penombra dell'illuminazione notturna, tradizionalmente fornita da candele a olio o a sego, fu finalmente eliminata con l'invenzione dell'illuminazione a gas. Intorno al 1792-4, lo scozzese William Murdock (1754-1839) scoprì che la polvere di carbone emetteva un gas che poteva essere acceso. Murdock utilizzò con successo le luci a gas nella sua fonderia di Birmingham. L'idea di utilizzare il gas di carbone per l'illuminazione stradale fu portata avanti dall'inventore tedesco Frederick Albert Winsor (1763-1830) a partire dal 1807. Winsor dimostrò in modo spettacolare il potenziale della sua idea installando lampioni a gas da Pall Mall a St James' Park a Londra. La dimostrazione fece scalpore tra il pubblico e Pall Mall ricevette 13 lampioni permanenti illuminati a gas, diventando così la prima strada al mondo ad essere così illuminata. Intorno al 1820, Londra contava 40.000 lampioni a gas.
L'aggiunta della luce a strade prima buie trasformò le abitudini delle persone. Non sembrando più così pericolosa la notte, un numero maggiore di persone si avventurò nei ristoranti e nei luoghi di intrattenimento. L'idea si diffuse rapidamente in tutto il mondo: nel 1816 Baltimora fu la prima città degli Stati Uniti a utilizzare l'illuminazione stradale a gas di carbone. Nel 1820, Parigi installò la propria illuminazione a gas.
L'elettromagnete
L'ingegnere canadese William Sturgeon (1783-1850) si ispirò al lavoro dello scienziato francese André-Marie Ampère (1775-1836) e del fisico danese Hans Christian Ørsted (1777-1851) per creare il primo elettromagnete nel 1825. Il dispositivo era costituito da un pezzo di ferro a ferro di cavallo all'interno di una bobina di filo che poteva trasportare elettricità e quindi magnetizzare o smagnetizzare il ferro. La forza magnetica creata poteva quindi essere utilizzata per sollevare un oggetto, ma quando Sturgeon inventò il commutatore, il suo elettromagnete poteva ora azionare un motore, diventando una fonte di energia molto più versatile. Questa fonte di energia è stata utilizzata per qualsiasi cosa, dal telegrafo (vedi sotto) alle odierne lavatrici.
La prima fotografia
La prima fotografia fu scattata con una camera oscura dal francese Joseph Nicéphore Niépce (1765-1833) nel 1826. La fotografia, intitolata Vista dalla finestra di Le Gras, è un po' sfocata, ma è la più antica fotografia sopravvissuta di un panorama reale. La camera oscura, essenzialmente una scatola con una piccola apertura coperta da una lente, non era una novità, poiché artisti e intagliatori la usavano già da tempo per aiutare il loro lavoro. La novità fu l'idea di Nièpce di catturare in modo permanente l'immagine proiettata attraverso l'obiettivo su carta rivestita di cloruro d'argento sensibile alla luce. Questa nuova tecnica fu chiamata eliografia, ma presentava due inconvenienti significativi. Il primo problema era che l'immagine si dissolveva in nero quando veniva esposta alla luce. Il secondo problema era che l'immagine veniva catturata in negativo (le aree chiare nella vita reale venivano mostrate scure e viceversa). Niépce risolse il problema utilizzando una soluzione di bitume per coprire una lastra di vetro o di peltro, e così catturò la vista dalla sua finestra. L'idea della fotografia fu ulteriormente migliorata da Louis-Jacques Daguerre (1789-1851), che utilizzò lastre di rame trattate con argento per catturare un'immagine positiva. Il dagherrotipo fu acquistato dal governo francese e reso pubblico, con conseguente boom degli studi fotografici. Nel 1840, l'inventore inglese William Henry Fox Talbot (1800-1877) realizzò i primi negativi di carta da cui si poteva ottenere qualsiasi numero di stampe.
L'arrivo della macchina fotografica non solo permise a persone di ogni classe di farsi ritrarre, ma rivoluzionò anche l'arte. Molti artisti non desideravano più ricreare il mondo che li circondava nel modo più accurato possibile, perché la macchina fotografica era in grado di farlo facilmente. Al contrario, gli artisti si sforzavano di catturare gli effetti momentanei della luce e del colore o di comunicare una certa emozione nelle loro opere. L'arrivo della macchina fotografica fu una delle ragioni dello sviluppo dell'impressionismo e del simbolismo nell'ultimo quarto del XIX secolo.
La locomotiva
Le prime ferrovie erano brevi tratti di binari utilizzati nelle miniere per trasportare il materiale fino a dove poteva essere spedito. George Stephenson (1781-1848) possedeva un'azienda a Newcastle specializzata nella costruzione di treni per il trasporto del carbone. Stephenson si rese conto che i passeggeri avrebbero potuto viaggiare nello stesso modo del carbone e progettò il motore ferroviario Locomotion 1, abbastanza potente da trainare le carrozze. La Locomotion 1 trasportò i primi passeggeri della ferrovia a vapore da Stockton a Darlington, nel nord-est dell'Inghilterra, nel 1825.
Il figlio di George, Robert Stephenson (1803-1859), superò il padre con la Rocket, una pionieristica locomotiva a vapore inventata nel 1829. In quell'anno la locomotiva vinse le prove di Rainhill per vedere quale macchina avrebbe trainato le carrozze sulla prima linea interurbana al mondo tra Liverpool e Manchester. La Rocket fu la prima locomotiva potente e affidabile; incorporava molte nuove caratteristiche di progettazione, come una caldaia multitubolare e un tubo di scarico che fornivano una maggiore potenza rispetto alle locomotive concorrenti. Rocket, capace di una velocità massima (all'epoca incredibile) di 48 km/h (30 mph), vinse meritatamente il premio in denaro del Rainhill Trials, pari a 500 sterline (circa 42.000 sterline o 50.000 dollari di oggi). La linea Liverpool-Manchester trasportò presto 1.200 passeggeri al giorno. La linea indicava la strada da seguire per rivoluzionare i viaggi non solo in Gran Bretagna, ma in tutto il mondo.
La "mania ferroviaria" ha visto la costruzione di 24.000 chilometri (15.000 miglia) di linee ferroviarie in tutta la Gran Bretagna entro il 1870. A partire dal 1848, i passeggeri potevano viaggiare da Londra a Glasgow in 12 ore, poiché i treni raggiungevano una velocità di 80 km/h (50 mph), un viaggio che avrebbe richiesto cinque giorni o più di diligenza. Le ferrovie crearono un boom nella produzione di carbone (per il carburante) e di ferro e acciaio (per rotaie, ponti e treni). La gente iniziò a fare escursioni in nuovi luoghi, soprattutto al mare. Si creò un'enorme quantità di posti di lavoro, dai capistazione agli addetti alla pulizia dei bagni. Le lettere potevano essere consegnate ovunque in Gran Bretagna il giorno successivo e i milioni di tonnellate di merci trasportate rendevano i beni di consumo più economici.
Il telegrafo elettrico
Le ferrovie migliorarono notevolmente la velocità non solo dei viaggi ma anche delle comunicazioni, dato che i sacchi di lettere venivano spostati in treno. Nel 1840 la Gran Bretagna introdusse il sistema universale di penny post, che consentiva la consegna il giorno successivo, ma esisteva già un serio rivale dell'affrancatura. Il telegrafo fu inventato nel 1837 da William Fothergill Cook (1806-1879) e Charles Wheatstone (1802-1875). La prima macchina telegrafica aveva solo 20 lettere, indicate nel messaggio inviato dal leggero movimento di due aghi (dal set di cinque della macchina) verso una particolare lettera. Gli aghi venivano mossi da impulsi elettrici inviati lungo la linea telegrafica che collegava due macchine. I messaggi brevi potevano essere inviati rapidamente e furono utilizzati per la prima volta nelle ferrovie per comunicare istruzioni ai macchinisti e alle stazioni.
Il primo utilizzo di successo della macchina fu per la Great Western Railway nel 1838, tra la stazione di Paddington e West Drayton, una distanza di 21 chilometri (13 miglia). I cavi furono inizialmente posati sottoterra, ma poi adattati con un isolamento per essere appesi all'aperto tra quelli che divennero i cosiddetti pali telegrafici. Poiché il sistema fu adottato in tutta la rete ferroviaria britannica, per la prima volta fu possibile avere un'ora universale, mentre in precedenza gli orologi delle città variavano tutti. Di conseguenza, il telegrafo rese possibile il Tempo Medio di Greenwich (GMT). Le informazioni potevano essere inviate ovunque ci fossero macchine telegrafiche, il che significava che le notizie sugli eventi si diffondevano molto più rapidamente che in precedenza. La velocità delle comunicazioni telegrafiche era molto utile anche per la polizia, che poteva avvisare i colleghi lontani delle attività criminali e persino catturare i criminali in fuga. La comunicazione telegrafica fece un passo avanti quando Samuel Morse (1791-1872) del Massachusetts, con l'assistenza di Alfred Vail, mise in funzione per la prima volta il suo codice Morse nel 1844. Il gigantesco piroscafo SS Great Eastern, progettato da Isambard Kingdom Brunel (1806-1859), posò il primo cavo telegrafico transatlantico nel 1866, consentendo così una rapida comunicazione intercontinentale. Improvvisamente, il mondo sembrava un po' più piccolo e la vita molto più veloce.
Il martello a vapore
Il martello a vapore non è l'invenzione più affascinante di questo elenco, ma è stato fondamentale per rendere possibili molte altre invenzioni. Sviluppato nel 1839 dallo scozzese James Nasmyth (1808-1890), questo dispositivo relativamente semplice utilizzava un motore a vapore per far cadere (e in seguito spingere) con precisione sia di velocità che di direzione un grande peso in grado di forgiare o piegare grandi pezzi di metallo appoggiati su una piastra di incudine regolabile. Poiché il martello a vapore poteva essere realizzato in qualsiasi dimensione richiesta, era possibile lavorare pezzi di metallo che non sarebbero stati possibili con nessun altro mezzo. Inoltre, la precisione del martello permetteva di piegare pezzi di metallo diversi esattamente nello stesso modo, cosa essenziale per i componenti di grandi macchine come le gigantesche macchine a vapore, i treni, le navi di ferro, le armi pesanti e le travi dei ponti.
La macchina di Nasmyth era così precisa che poteva dimostrare ai visitatori della sua fonderia che un peso di 2,5 tonnellate poteva schiacciare un guscio d'uovo in un bicchiere da vino senza danneggiare il vetro. Grazie a questa precisione, il martello a vapore poteva svolgere compiti più piccoli che richiedevano maggiore precisione, come la coniazione di monete e la stampa di banconote. Un altro vantaggio era la velocità con cui il martello poteva operare, arrivando talvolta a sferrare 220 colpi al minuto. Qualunque fosse l'operazione da svolgere, tutto ciò che serviva in termini di manodopera era una persona che azionava casualmente una semplice leva. A differenza di molti altri inventori di questo elenco, Nasmyth guadagnò un'enorme fortuna grazie al martello che rivoluzionò la produzione industriale.
La produzione di massa dell'acciaio
Il ferro è stato utilizzato durante la Rivoluzione industriale per ogni tipo di macchina e progetto di costruzione, ma l'acciaio è di gran lunga superiore in termini di resistenza e malleabilità ed è più leggero. Ciò significa che l'acciaio era particolarmente utile per progetti di grandi dimensioni, come la costruzione di ponti e di elementi portanti come i binari ferroviari. Il problema è che la produzione di acciaio è un processo costoso. Come spesso accade per le invenzioni della Rivoluzione industriale, una nuova idea si basava su una piramide di invenzioni precedenti e veniva prodotta grazie alla ricerca dell'efficienza e dell'economicità.
Henry Bessemer (1813-1898) inventò nel 1856 un convertitore che rese la produzione di acciaio molto più economica e affidabile. I convertitori Bessemer più grandi, riempiti di ghisa fusa, potevano produrre fino a 30 tonnellate di acciaio in 20-30 minuti, rimuovendo il carbonio e altre impurità forzando l'aria ad alta pressione attraverso il metallo fuso. Le impurità formano ossidi e vengono separate sotto forma di scorie, lasciando un acciaio puro e resistente. Dopo l'invenzione di Bessemer, il costo dell'acciaio scese da 50 sterline a tonnellata a sole 4 sterline nel 1875. Sheffield divenne uno dei maggiori produttori di acciaio al mondo, producendo, in particolare, binari ferroviari per la Gran Bretagna, gli Stati Uniti e molti altri paesi del mondo.
