Focus: Inizio

Nascere nell’età della macchina

Nascita dell'Ingegneria moderna
di Marina Landolfi

L'ingegneria moderna ha le sue radici nel XVII secolo, un'epoca di grandi trasformazioni e innovazioni. Di questo inizio di radicali cambiamenti tecnici, che hanno mutato completamente il modo in cui gli esseri umani interagiscono con il mondo naturale, ci parla Emilio Fortunato Campana, direttore del Dipartimento di ingegneria, Ict e tecnologie per l'energia e i trasporti del Cnr

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L’ingegneria moderna, pur avendo le sue origini nell’antichità classica e medievale, ha assunto un ruolo molto importante nel XVII secolo, con l’avvento dell’industria moderna e lo sviluppo tecnologico, che vide la scienza affermarsi come metodo della ricerca scientifica, basata sul procedimento sperimentale. I primi esempi riguardavano principalmente il settore militare e quello civile: il primo prevedeva la costruzione di fortificazioni e macchine militari, il secondo progetti come la realizzazione di ponti e canali. “Il XVII secolo è stata un’epoca di significative scoperte scientifiche e tecnologiche, ben illustrata dal testo ‘L’uomo fa il mondo’ di R.J. Forbes. La Rivoluzione scientifica, con figure come Galileo Galilei, Isaac Newton e René Descartes, trasformò il pensiero scientifico e filosofico. Queste trasformazioni intellettuali crearono un terreno fertile per lo sviluppo dell'ingegneria, che iniziava a emergere come disciplina autonoma”, spiega Emilio Fortunato Campana direttore del Dipartimento di ingegneria, Ict e tecnologie per l'energia e i trasporti (Diitet) del Cnr. “Tra le diverse innovazioni tecnologiche che hanno posto le basi per l'ingegneria moderna, c’è la macchina a vapore di Thomas Savery, brevettata nel 1698, che permise di pompare acqua dalle miniere, facilitando notevolmente l'industria mineraria e rivoluzionando così i trasporti e l'industria”.

Un ruolo cruciale nello sviluppo dell’ingegneria moderna lo hanno avuto le accademie scientifiche come la Royal Society di Londra, fondata nel 1660, e l'Académie des Sciences di Parigi nata nel 1666, che hanno fornito un’opportunità per lo scambio di idee, la pubblicazione di ricerche e la collaborazione tra scienziati e ingegneri. “L'ingegneria trovò le sue prime applicazioni in vari campi, tra cui l'architettura, la meccanica e l'idraulica. I primi ingegneri hanno dovuto affrontare sfide significative, ma hanno sviluppato soluzioni ingegnose, che hanno posto le basi per il futuro della materia”, precisa l’esperto. “L'architettura e l'ingegneria civile furono tra le prime a beneficiare delle nuove tecniche: la costruzione di ponti, edifici e fortificazioni ha richiesto l'applicazione di principi scientifici e matematici per garantire stabilità e sicurezza. Esempi ne sono il ponte di Rialto (1591) e la Basilica di Santa Maria della salute (1631) a Venezia dell’architetto e ingegnere Baldassarre Longhena, e la cattedrale di St. Paul a Londra dell’architetto e ingegnere inglese Christopher Wren”.

Varie discipline ingegneristiche

Con il 1700, spesso definito il secolo dell’‘Età della macchina’, c’è un’accelerazione dei progressi in campo ingegneristico, con l’invenzione di nuove tecnologie e l'applicazione di principi scientifici sempre più avanzati. La svolta epocale è rappresentata dall’invenzione della macchina a vapore di James Watt (1769), che aprì la strada alla Rivoluzione industriale e, di conseguenza, a nuovi orizzonti per l’industria manifatturiera e i trasporti. “L'ingegneria meccanica e quella idraulica hanno avuto un rapido sviluppo, grazie all'invenzione di macchine e dispositivi innovativi, e allo sviluppo di infrastrutture urbane e agricole; tra le più significative vi sono le pompe idrauliche e i primi calcolatori meccanici, tra cui la macchina differenziale di Charles Babbage, progettata alla fine del 1700, che rappresenta un precursore dei moderni computer. Anche Galileo Galilei influenzò l'ingegneria meccanica con i suoi studi sulla dinamica e la resistenza dei materiali”, aggiunge Campana. “L'ingegneria idraulica è stata fondamentale nello sviluppo degli impianti urbani e agricoli: canali, dighe e sistemi di irrigazione hanno permesso di migliorare la gestione delle risorse idriche, contribuendo alla crescita economica e sociale delle regioni interessate. Due esempi fra tutti: il Canale di Briare (1642) e il Canale Cavour (1866)”.

Con l’età moderna l’ingegneria diventa una professione riconosciuta, con la costituzione di scuole e istituti dedicati alla formazione specifica. “Gli ingegneri del tempo dovevano avere buona conoscenza del disegno prospettico, dell’architettura civile, come della geometria, dell’aritmetica e della meccanica”, precisa il direttore del Cnr-Diitet. “La crescente domanda di ingegneri qualificati portò alla creazione delle prime scuole di ingegneria: nel 1747 viene fondata in Francia l'École des Ponts et Chaussées, seguita nel 1794 dall'École Polytechnique”.

I progressi nella scienza dei materiali, con la comprensione delle proprietà del ferro, dell’acciaio e del cemento permise lo sviluppo di strutture più resistenti e durature, che ebbero un impatto significativo sull'ingegneria civile e meccanica. “Tali progressi hanno consentito la costruzione di edifici più alti, ponti più lunghi e macchine più potenti, come il ponte di Iron Bridge (1779), primo ponte al mondo interamente in ghisa. I trasporti, soprattutto con le ferrovie, usufruirono maggiormente di tali sviluppi; la ferrovia Stockton-Darlington (1825) e la Liverpool-Manchester (1830) segnarono l'inizio di una nuova era per i trasporti. Ingegneri ferroviari come George Stephenson progettarono locomotive sempre più potenti ed efficienti”, conclude Campana. “In Italia, la costruzione della Ferrovia del Gran San Bernardo (1854) rappresenta un esempio di eccellenza dell'ingegneria ferroviaria italiana. L'introduzione del vapore, come fonte di energia per le navi, fece fare progressi importanti nell’ingegneria navale. La SS Great Britain, progettata da Isambard Kingdom Brunel e varata nel 1843, fu la prima nave a vapore a essere costruita in ferro e a essere dotata di un'elica a vite. In campo civile, il 1800 fu un periodo di grandi progetti infrastrutturali, tra cui la costruzione del Canale di Suez (1869), della Torre Eiffel (1889) e della Mole Antonelliana (1863-69). Con le scoperte di Michael Faraday nel campo dell'elettromagnetismo e l'invenzione della dinamo nacque pure l’ingegneria elettrica, con Thomas Edison e Nikola Tesla,che furono tra i pionieri. In Italia, Galileo Ferraris contribuì poi con l'invenzione del motore a induzione”.

Fonte: Emilio Fortunato Campana, Dipartimento di ingegneria, Ict e tecnologie per l'energia e i trasporti, emiliofortunato.campana@cnr.it

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