Le Ferrovie/Lezione I
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LEZIONE I
L’invenzione delle ferrovie.
Le prime vie di ferro. — Avrete certamente notato che alcune vecchie strade non selciate son munite di due liste di pietra levigata e dura, che servono a rendere più agevole il passaggio dei carri, impedendo che le ruote affondino nel terreno. In questo antichissimo costume, dovuto ad un concetto di estrema semplicità, si può riconoscere l’origine della strada ferrata.
Nelle miniere di carbone inglesi e germaniche anzichè alle liste di pietra, più comuni nei nostri paesi, si soleva ricorrere, sempre allo scopo di rendere più facile il passaggio dei carri, a file di tavoloni su cui si facevano correre le ruote. Così, del resto, si fa anche attualmente nei lavori di sterro, quando il trasporto delle materie scavate ha luogo con carriuole a mano o con carretti a cavalli su sentieri provvisori. In Inghilterra, dove il ferro abbonda, sorse facilmente l’idea di sostituire al legno, che si consuma rapidamente, regoli di ghisa: si ebbero così le prime rotaie.
L’uso delle rotaie si diffuse subito in tutte le miniere e il binario (così si dice l’insieme delle due rotaie) fu gradatamente perfezionato. Le prime rotaie non avevano la forma che presentano attualmente, ma erano costituite da regoli piatti, con due ripiegature laterali, che servivano a trattenere le ruote del veicolo. Questi regoli o erano applicati sui tavoloni correnti lungo le strade, oppure erano collegati fra loro in senso trasversale da grossi tronchi di legno. Dopo un po’ si trovò conveniente fare le rotaie colla superficie superiore piana e porre invece un risalto o bordino dalla parte interna del cerchione delle ruote, che in questo modo non potevano più uscire dal binario. Oggidì le rotaie non si fanno di ghisa come furono le prime, nè di ferro come si fecero in seguito, ma di acciaio ed hanno lo spessore delle travi metalliche da solaio, ciò che serve a renderle più resistenti ai forti carichi che debbono passarvi di sopra. I legni trasversali sussistono ancora e vengono detti appunto traversine.
L’invenzione delle rotaie, che risale a circa centocinquanta anni addietro, riuscì molto utile perchè i carri tirati da cavalli, che servivano per trasportare il carbone estratto dalle miniere, d’allora in poi richiesero uno sforzo assai limitato in confronto a quello occorrente sulle strade nude o armate di tavoloni.
Tuttavia, il vero e grande vantaggio si ebbe allorquando si riuscì a sostituire la trazione a cavalli con quella meccanica per mezzo della locomotiva a vapore. La ferrovia, infatti, si può considerare costituita da due elementi fondamentali: la rotaia e la locomotiva; la prima atta a ridurre le resistenze che la strada oppone al passaggio dei veicoli, la seconda capace di spiegare sforzi straordinari pel traino di pesanti convogli e di raggiungere elevate velocità.
La prima locomotiva. — La macchina a vapore, inventata dall’inglese Watt, si era diffusa e l’americano Fulton l’aveva applicata alla navigazione. Il francese Cugnot aveva tentato la creazione di una vettura a vapore, senza riuscire nel suo intento, raggiunto tanti anni di poi con la moderna automobile. Un meccanico inglese, Trevithick, dedicatosi anch’esso allo studio della vettura meccanica, ebbe l’idea di impiegarla sulle strade munite di rotaie, già diventate di uso comune, e nel 1809 creò la prima locomotiva, macchina ancora assai imperfetta, alla quale lo stesso inventore non attribuiva l’importanza che in seguito doveva assumere.
Ciò che sul principio ostacolò il perfezionamento della locomotiva fu un curioso pregiudizio. Il Trevithick, e tutti gli scienziati di quell’epoca da lui interrogati, ritenevano che, sulla superficie molto liscia delle rotaie, la locomotiva non avrebbe potuto progredire, inquantochè le ruote mosse dal vapore avrebbero girato su se stesse e, non trovando presa sufficiente, sarebbero rimaste sempre al medesimo posto. E infatti, colla prima locomotiva, ch’era molto leggiera, avveniva che se le si dava un carico piuttosto pesante o la si portava su un tronco di binario in salita, essa si arrestava e le ruote giravano folli. L’ostacolo sembrò così grave che il Trevithick e tutti gli altri inventori venuti dopo di lui, pensarono ad ogni sorta di espedienti per eliminarlo.
Vi fu chi propose di rendere rugosa la superficie delle rotaie o di porre a fianco del binario un’asta dentata nella quale doveva far presa una ruota da ingranaggio applicata alla macchina, e non mancò un inventore che munì addirittura la locomotiva di due gambe meccaniche, specie di stampelle, le quali, muovendosi alternativamente, riproducevano il cammino degli animali. Questa curiosa macchina a stampelle andò distrutta in seguito allo scoppio della caldaia, e nessuno pensò più di ricostruirla.
Si sarebbe ancora perduto molto tempo nella ricerca di mezzi adatti a superare questa difficoltà immaginaria se nel 1813 l’ingegnere Blackett non si fosse proposto di studiar bene il fenomeno e non fosse riuscito a scoprire che per impedire lo scorrimento delle ruote sulle rotaie o, come si dice, lo slittamento, non occorreva alterare in alcun modo il binario, ma bastava aumentare il peso gravante sulle ruote motrici. E il mezzo più semplice per raggiungere lo scopo era quello di far diventare motrici anche le ruote portanti, collegando le due ruote mosse direttamente dal vapore con quelle che servivano soltanto di sostegno alla macchina. Il collegamento si fece con una catena senza fine, come quella che attualmente s’impiega per le biciclette.
Il principio scoperto da Blackett, che si dice principio dell’aderenza, è importantissimo per tutte le forme di locomozione. Una macchina da trasporto, qualunque essa sia, perchè possa esercitare uno sforzo e nello stesso tempo avanzare, deve rispondere alle condizioni che il peso gravante sulle ruote mosse dal meccanismo, moltiplicato per una frazione più o meno grande a seconda della qualità della strada, riesca superiore allo sforzo da esercitare. Più liscia è la superficie della strada, più grande è il peso che occorre per ottenere l’aderenza. Ciò vale per la locomotiva, come per l’automobile e per la bicicletta, ed anche per i motori animati. Noi stessi non riusciamo a proceder bene sui pavimenti troppo levigati, e l’Orco della leggenda, per non essere inseguìto, faceva sorgere montagne di sapone dietro il suo cammino. Quando il cavallo monta per una salita fa visibilmente un doppio sforzo, uno in senso orizzontale per vincere il peso del carico e l’altro in senso verticale per accrescere artificialmente il proprio peso e ottener così l’aderenza necessaria.
Nel caso della locomotiva e del binario si verificava la legge generale; soltanto che essendo le rotaie più liscie dell’ordinaria superficie stradale, occorreva, come abbiamo detto, ricorrere ad un peso maggiore. La questione, dunque, si riduceva alla necessità di ben proporzionare il peso proprio della macchina col carico da trasportare e non si poteva parlar più di vera difficoltà.
Chiarito questo punto, l’applicazione della locomotiva alle strade munite di binario entrò in una nuova fase, facendo rapidi progressi.
Giorgio e Roberto Stephenson. — In questa seconda fase emerge l’opera di Giorgio Stephenson, popolarmente riconosciuto come l’inventore della locomotiva, mentre non ne fu che il perfezionatore. Ma la sua gloria è ugualmente grande, perchè egli non solamente rese pratica la locomozione meccanica, ma fu propugnatore instancabile della creazione delle strade ferrate, contro i pregiudizii che l’ostacolavano.
Lo Stephenson nacque nel 1782 in un villaggio presso Newcastle, nel mezzo cioè della più ricca regione carbonifera, e da giovane non fu che un semplice fuochista delle macchine a vapore impiegate nelle miniere; ma acquistò ben presto fama di operaio abilissimo nel riparare le macchine e si procurò una clientela, che gli permise di aprire una officina propria di costruzioni meccaniche. Egli comprese però che per assicurarsi una carriera industriale gli mancava la base delle conoscenze scientifiche e volle quindi che suo figlio Roberto compisse un regolare corso di studii, sottoponendosi ai maggiori sacrifici per sostenerne le spese. Le sue speranze non andarono fallite, perchè il Roberto riuscì in tutto degno del genitore, del quale fu collaboratore prezioso nella fabbrica delle locomotive.
Roberto Stephenson è da considerarsi altresì come il primo ingegnere ferroviario. Egli legò il suo nome a molte delle ferrovie che fino al 1859, epoca della sua morte, si costruirono in Europa e fuori, giacchè per ogni opera importante veniva richiesto il suo consiglio. Membro del Parlamento, raggiunse un’altissima posizione, raccogliendo onori e ricchezze: degli uni e delle altre egli si dichiarava debitore ai persistenti sacrifici paterni.
La data memorabile nell’opera spiegata dagli Stephenson per quanto concerne la costruzione delle locomotive è rappresentata dal celebre concorso indetto nel 1829 dalla ferrovia Liverpool-Manchester, che fu la prima ferrovia esercitata sin dall’inizio con locomotive a vapore. Il programma del concorso era assai poco esigente. La macchina non avrebbe dovuto pesare più di sei tonnellate. La velocità richiesta era di 16 chilometri l’ora e si pretendeva che su linea orizzontale venisse trasportato un carico di 20 tonnellate, compresi l’acqua e il carbone occorrenti per alimentare la locomotiva.
I concorrenti furono parecchi e fra essi gli Stephenson, che presentarono una macchina, alla quale avevan dato un nome rimasto celebre: Il Razzo, specialmente per indicare che poteva correre a velocità per quel tempo assai elevate. Essa, infatti, oltre a soddisfare a tutte le prescrizioni del concorso, raggiunse, con un carico di 12 tonnellate, la velocità di 25 chilometri e, sbarazzata del carico, toccò i 40 chilometri l’ora.
I promotori della ferrovia Liverpool-Manchester pensavano di dover esercitare soltanto il trasporto delle merci, ma quando si accorsero della grande celerità con cui si poteva effettuare il percorso, impresero a fare anche il servizio dei viaggiatori, e così cominciò a funzionare la prima ferrovia destinata al pubblico, il quale ne apprezzò subito i vantaggi e chiese la creazione di altre linee per approfittare della celerità e del buon mercato che offriva la nuova invenzione.
Diffusione delle ferrovie. — Ma se il pubblico apprezzò subito le ferrovie, queste incontrarono impreveduta opposizione nel ceto delle autorità e delle persone colte. L’alta velocità appariva causa di gravi accidenti; si temeva che la caldaia della locomotiva potesse scoppiare e causare la morte dei viaggiatori, che il fumo delle macchine avrebbe distrutto la vegetazione, che le scintille sfuggite al fumaiuolo avrebbero incendiato le messi e le stesse vetture del treno. Molti nobili preferivano i loro equipaggi a cavallo, disdegnando di servirsi del treno per non accomunarsi agli altri viaggiatori e per sfuggire ai pericoli cui temevano di andare incontro. Fu solo nel 1843 che la Regina Vittoria d’Inghilterra osò tentare il suo primo viaggio in ferrovia.
Ma questi ostacoli non riuscirono a impedire il diffondersi delle strade ferrate. E, come abbiamo detto innanzi, fu Giorgio Stephenson uno di quelli che maggiormente si adoprò a tale scopo, avvalendosi dell’autorità che gli conferiva il successo delle sue invenzioni. Si racconta a tal proposito che, trovandosi egli ad insistere presso i Consiglieri di una Contea inglese per essere autorizzato ad impiantare una nuova ferrovia, dopo mille osservazioni d’ogni genere, uno dei presenti gli domandò a bruciapelo:
— Ma che cosa avverrà se la vostra locomotiva incontra sul binario una vacca?
— Sarà un disastro per la vacca — rispose pronto lo Stephenson, volendo così non soltanto dire che la presenza dell’animale sul binario non avrebbe danneggiato in alcun modo il treno, ma ammonire altresì i suoi interlocutori che chi frapponeva ostacolo al progresso lo avrebbe fatto sempre a suo danno.
La fama del successo delle ferrovie passò subito dall’Inghilterra sul continente europeo, trovando anche qui sostenitori entusiasti ed ostinati detrattori. In Germania s’imposero le più strane precauzioni, fino a prescrivere che la ferrovia fosse fiancheggiata da due altissime palizzate che la nascondessero ai passanti nelle campagne vicine, in modo che uomini ed animali non potessero essere spaventati dalla grande velocità dei treni. Tuttavia nel 1835 vi fu costruito un primo tronco ferroviario di pochi chilometri, che congiungeva la città di Norimberga ad un vicino villaggio.
In Francia il grande ministro Thiers dichiarò nettamente che non credeva nell’utilità della ferrovia ed il fisico Arago sentenziò che la salute dei viaggiatori avrebbe molto sofferto, specialmente al passaggio delle gallerie. Il piccolo tronco da S. Stefano a Lione e poi quello da Parigi a S. Germano furono costruiti dal 1828 al 1833, senza che le autorità vi annettessero importanza soverchia.
Anche il Belgio ebbe la sua prima ferrovia nel 1835 e in Italia il primo tronco ferroviario fu quello di otto chilometri da Napoli a Portici, inaugurato nel 1844. Seguì la Milano-Monza nel 1846.
Dopo questi difficili inizii, cominciò l’era delle grandi costruzioni ferroviarie. Noi non possiamo seguire queste vicende per tutti i paesi, ma ci fermeremo brevemente all’Italia, anche per mostrare quanto vantaggio trasse la patria nostra dalla diffusione delle strade ferrate.
Abbiam visto che il primo tronco ferroviario fu costruito presso Napoli, ma si trattò di un tronco di poca importanza, al quale non ne tennero dietro altri se non dopo che le vicende politiche vi produssero un mutamento di governo. Era l’epoca in cui fervevano le aspirazioni per condurre la patria ad unità, ed i diversi governi temevano — nè, certo, s’ingannavano — che, favorendo le comunicazioni, avrebbero affrettato la loro rovina.
Fece eccezione a questo atteggiamento dei governi dispotici di allora il Regno Sardo che, aspirando a raccogliere le sparse membra d’Italia in un corpo solo governato a libertà, vedeva nelle ferrovie il migliore incentivo al raggiungimento del nobile scopo. Il ministro Cavour, anzi, concepì un vasto piano di costruzioni ferroviarie. La libertà non si sarebbe conquistata senza la guerra, e le ferrovie, giustamente pensava il Cavour, sono il più formidabile strumento di battaglia. Naturalmente egli non poteva agire che nel piccolo Piemonte, ma nel programma ch’egli stese fin dal 1846, comprese le comunicazioni di tutta Italia, essendogli sembrato che dove non poteva giungere l’azione diretta sarebbe giunta l’opera diplomatica.
Capitalisti disposti ad impiegare il loro denaro nelle ferrovie allora non esistevano in Italia e perciò il Piemonte dedicò alle costruzioni ferroviarie il denaro dello Stato, a spese del quale sorsero le importantissime linee da Genova a Torino, quella da Torino ad Arona sul Lago Maggiore, ed altre di minor conto. Ma il progetto grandioso in cui rifulse il genio di Cavour fu quello del traforo del Cenisio, che doveva servire non soltanto a stabilire una diretta comunicazione ferroviaria colla Francia, ma anche a far acquistare credito all’estero al piccolo paese che aveva l’ardimento di assumer l’impresa e a tutto suo rischio.
Si trattava di un’opera di cui, fino a quel momento, nulla era stato tentato di simile; difficilissima dal lato tecnico e di costo eccezionale: la sua buona riuscita avrebbe dato all’Europa un’idea della potenza e dell’arditezza del piccolo paese e avrebbe giustificato le sue aspirazioni ad assumere le redini di tutta Italia.
Il poter disporre di ferrovie giovò molto al Piemonte nelle prime guerre dell’indipendenza e giovò altresì al suo sviluppo materiale. Dell’esempio da esso dato si profittò naturalmente non appena l’Italia fu riunita, e gl’inizi del nuovo regno coincidono con i più energici sforzi per aumentare la rete ferroviaria. Vedremo in un’altra lezione quale estensione abbiano preso le nostre strade ferrate e quali vantaggi morali ed economici ce ne siano derivati; frattanto ricordiamo che alle ferrovie andiamo pure debitori di un grande contributo al conseguimento della libertà e della unità del nostro paese.