Le prime locomotive | Storia della civiltà occidentale II

03Nov 2020 by admin No Comments

25.5.2: Le prime locomotive

Come risultato dei progressi nella metallurgia e nella tecnologia dell’energia a vapore durante la rivoluzione industriale, i carri trainati da cavalli furono sostituiti da locomotive a vapore, rendendo la Gran Bretagna il primo paese al mondo con ferrovie moderne.

Obiettivo di apprendimento

Caratterizza i primi treni e le loro utilità

Punti chiave

Il primo uso registrato del trasporto ferroviario in Gran Bretagna è la Wollaton Wagonway di Sir Francis Willoughby nel Nottinghamshire, costruita tra il 1603 e il 1604 per trasportare carbone. Già nel 1671, le strade su rotaie erano in uso a Durham per facilitare il trasporto del carbone. Le rotaie primitive furono sostituite nel 1793 quando Benjamin Outram costruì un tram con rotaie a forma di L in ghisa (plateway). Le rotaie di Outram furono sostituite da quelle in ghisa di William Jessop. Le rotaie in ghisa avevano una propensione a rompersi facilmente, e le brevi lunghezze divennero presto irregolari. Nel 1820, John Birkenshaw introdusse un metodo per far rotolare le rotaie in lunghezze maggiori usando il ferro battuto, che fu usato da allora in poi.
Le prime ferrovie furono costruite e pagate dai proprietari delle miniere che servivano. Con lo sviluppo della tecnologia ferroviaria, linee più lunghe divennero possibili, collegando le miniere con punti di trasbordo più lontani e promettendo costi più bassi. Queste linee più lunghe spesso richiedevano una sottoscrizione pubblica per essere costruite e attraversavano terreni non di proprietà dei proprietari delle miniere. Di conseguenza, avevano bisogno di un Atto del Parlamento per costruire. La prima linea ad ottenere un tale atto, nel 1758, fu la Middleton Railway a Leeds. La prima per uso pubblico e su rotaie di ghisa fu la Surrey Iron Railway, incorporata nel 1799. La prima ferrovia pubblica che trasportava passeggeri fu la Oystermouth Railway, autorizzata nel 1807.
La prima locomotiva ferroviaria a vapore fu introdotta da Richard Trevithick nel 1804. I progetti di Trevithick dimostrarono che la trazione a vapore era una proposta fattibile, anche se l’uso delle sue locomotive fu rapidamente abbandonato perché erano troppo pesanti per i binari esistenti. La prima locomotiva a vapore di successo commerciale fu la bicilindrica Salamanca, progettata nel 1812 da Matthew Murray usando il progetto brevettato da John Blenkinsop per la propulsione a cremagliera per la Middleton Railway.
I proprietari della Wylam Colliery volevano abolire i treni trainati da cavalli in favore del vapore. Due modelli, Puffing Billy e Blücher, furono tra i primi progetti di successo. Nel 1821 fu approvato un Atto del Parlamento per un tram tra Stockton e Darlington. Il traffico sulla Stockton and Darlington Railway (S&DR) era originariamente destinato ad essere trainato da cavalli, ma l’Atto fu successivamente modificato per permettere l’uso di locomotive a vapore. La ferrovia fu anche autorizzata a trasportare passeggeri oltre a carbone e merci generiche.
La prima ferrovia pubblica a vapore in Scozia fu la Monkland and Kirkintilloch Railway. La Liverpool and Manchester Railway (L&MR), fondata come società nel 1823 ma aperta nel 1830, fu la prima ferrovia interurbana passeggeri al mondo in cui tutti i treni erano ad orario e operati da locomotive a vapore. Inoltre, il traffico trainato da cavalli poteva utilizzare la Stockton and Darlington dietro pagamento di un pedaggio.
Per determinare quali locomotive sarebbero state adatte, gli amministratori della L&MR organizzarono le Rainhill Trials. Questi furono organizzati come una gara aperta che avrebbe permesso loro di vedere tutte le locomotive candidate in azione, con la scelta a seguire. Le prove furono vinte dalla Rocket, costruita da George Stephenson e Robert Stephenson. Agli Stephenson fu quindi dato il contratto per produrre locomotive per la L&MR. La linea fu inaugurata nel 1830 con termini a Liverpool Road, Manchester e Edge Hill, Liverpool.

Termini chiave

ferrovia a cremagliera Una ferrovia a forte pendenza con una rotaia a cremagliera dentata, solitamente tra i binari di corsa. I treni sono dotati di una o più ruote dentate o pignoni che si ingranano con questa cremagliera. La prima ferrovia di questo tipo fu la Middleton Railway tra Middleton e Leeds nel West Yorkshire, Inghilterra, Regno Unito, dove la prima locomotiva a vapore di successo commerciale, Salamanca, corse nel 1812. Questa utilizzava un sistema progettato e brevettato nel 1811 da John Blenkinsop. Stockton and Darlington Railway Una compagnia ferroviaria che operò nel nord-est dell’Inghilterra dal 1825 al 1863. Fu la prima ferrovia pubblica al mondo ad usare locomotive a vapore. La sua prima linea collegava le miniere vicino a Shildon con Stockton-on-Tees e Darlington e fu aperta ufficialmente il 27 settembre 1825. Liverpool and Manchester Railway Ferrovia aperta nel 1830 tra le città del Lancashire di Liverpool e Manchester nel Regno Unito. Fu la prima ferrovia ad affidarsi esclusivamente alla forza del vapore, senza che fosse mai permesso il traffico a cavallo; la prima ad essere interamente a doppio binario per tutta la sua lunghezza; la prima ad avere un sistema di segnalazione; la prima ad essere completamente programmata; la prima ad essere alimentata interamente dalla propria forza motrice; e la prima a trasportare la posta. Rainhill Trials Un’importante competizione nei primi giorni delle ferrovie a vapore, che si svolse nell’ottobre del 1829 per la quasi completata Liverpool and Manchester Railway. Cinque motori gareggiarono, correndo avanti e indietro lungo un miglio di binari a livello di Rainhill nel Lancashire (ora Merseyside). La Rocket di Stephenson fu l’unica locomotiva a completare le prove e fu dichiarata vincitrice. Gli Stephenson ricevettero di conseguenza il contratto per produrre locomotive per la ferrovia. plateway Un primo tipo di ferrovia o tramvia o carrozza con una rotaia in ghisa. Furono usate principalmente per circa 50 anni fino al 1830, anche se alcune continuarono dopo. Erano costituite da rotaie a forma di L dove una flangia sulla rotaia guidava le ruote in contrasto con le bordure, dove le flange sulle ruote le guidano lungo il binario. Originariamente erano trainati da cavalli, ma in seguito vennero utilizzati anche cavi e locomotive. Salamanca La prima locomotiva a vapore di successo commerciale, costruita nel 1812 da Matthew Murray di Holbeck usando il progetto brevettato di John Blenkinsop per la propulsione a cremagliera, per la Middleton Railway tra Middleton e Leeds. Fu la prima ad avere due cilindri. Prese il nome dalla vittoria del Duca di Wellington nella battaglia di Salamanca, combattuta nello stesso anno.

Le prime rotaie

Il primo uso registrato del trasporto ferroviario in Gran Bretagna è la Wollaton Wagonway di Sir Francis Willoughby nel Nottinghamshire, costruita tra il 1603 e il 1604 per trasportare il carbone. Già nel 1671 le strade su rotaia furono usate a Durham per facilitare il trasporto del carbone. La prima di queste fu la Tanfield Wagon Way. Molte di queste tramroads o wagon ways furono costruite nel 17° e 18° secolo. Usavano rotaie dritte e parallele di legno su cui i carri con semplici ruote di ferro flangiate erano trainati da cavalli, permettendo a diversi carri di essere spostati simultaneamente.

Queste rotaie primitive furono sostituite nel 1793 quando l’allora sovrintendente del canale Cromford, Benjamin Outram, costruì una strada tranviaria con rotaie in ghisa flangiate a forma di L (plateway) dalla cava di Crich. I vagoni dotati di semplici ruote senza flangia erano tenuti sul binario da sporgenze verticali o piastre. Le rotaie di ghisa erano un miglioramento significativo rispetto alle rotaie di legno in quanto potevano sostenere un peso maggiore e l’attrito tra ruota e rotaia era inferiore, permettendo ai treni più lunghi di essere spostati dai cavalli. Le rotaie di Outram furono sostituite dalle rotaie con bordo in ghisa di William Jessop, dove le ruote flangiate correvano sul bordo superiore di semplici rotaie a forma di barra senza le sporgenze di guida delle rotaie a piastra flangiata di Outram. Le rotaie furono impiegate per la prima volta nel 1789 a Nanpantan sul Loughborough Charnwood Forest Canal.

Le rotaie in ghisa avevano una propensione a rompersi facilmente, e le brevi lunghezze divennero presto irregolari. Nel 1820, John Birkenshaw introdusse un metodo per far rotolare le rotaie in lunghezze maggiori usando il ferro battuto che fu usato da allora in poi.

Le prime ferrovie

Le prime ferrovie furono costruite e pagate dai proprietari delle miniere che servivano. Con lo sviluppo della tecnologia ferroviaria, linee più lunghe divennero possibili, collegando le miniere con punti di trasbordo più lontani e promettendo costi più bassi. Queste linee più lunghe spesso richiedevano una sottoscrizione pubblica per essere costruite e attraversavano terreni non di proprietà dei proprietari delle miniere. Di conseguenza, avevano bisogno di un Atto del Parlamento per essere costruite. Le leggi proteggevano anche gli investitori da schemi irrealistici o addirittura fraudolenti. La prima linea ad ottenere un tale atto, nel 1758, fu una ferrovia privata di un proprietario di carbone, la Middleton Railway a Leeds. La prima per uso pubblico e su rotaie di ghisa fu la Surrey Iron Railway incorporata nel 1799. Ottenne un Atto del Parlamento nel 1801 per costruire una ferrovia tranviaria tra Wandsworth e Croydon in quello che ora è il sud di Londra. L’ingegnere era William Jessop. Nel frattempo, la prima ferrovia pubblica che trasportava passeggeri fu la Oystermouth Railway, autorizzata nel 1807. Tutte e tre queste ferrovie inizialmente lavoravano con i cavalli. La Surrey Iron Railway rimase trainata da cavalli per tutta la sua vita. La Kilmarnock and Troon Railway, la prima linea in Scozia a trasportare passeggeri, fu autorizzata da un Atto del Parlamento nel 1808 e fu anche costruita da Jessop.

Introduzione delle locomotive a vapore

La prima locomotiva ferroviaria a vapore fu introdotta da Richard Trevithick nel 1804. Egli fu il primo ingegnere a costruire con successo un motore a vapore stazionario ad alta pressione nel 1799. Seguì questo con una carrozza a vapore stradale nel 1801. Anche se quell’esperimento si concluse con un fallimento, nel 1804 costruì una locomotiva a vapore di successo senza nome per la ferrovia a scartamento ridotto Merthyr Tramroad nel Galles del Sud (a volte chiamata erroneamente Penydarren Tramroad). Tra il grande interesse del pubblico, nel 1804 trasportò con successo 10 tonnellate di ferro, 5 vagoni e 70 uomini per una distanza di 9,75 miglia (15,69 km) da Penydarren a Abercynon in 4 ore e 5 minuti, una velocità media di quasi 5 mph (8,0 km/h). Questa locomotiva dimostrò che la trazione a vapore era una proposta fattibile, anche se l’uso della locomotiva fu rapidamente abbandonato perché era troppo pesante per il primitivo binario della platea. Anche una seconda locomotiva, costruita per la miniera di Wylam, ruppe la pista. Trevithick costruì un’altra locomotiva nel 1808, Catch Me Who Can, che funzionava su una ferrovia dimostrativa temporanea a Bloomsbury, Londra. I membri del pubblico erano in grado di cavalcare dietro a velocità fino a 12 mph (19 km/h). Tuttavia, ruppe nuovamente le rotaie e Trevithick fu costretto ad abbandonare la dimostrazione dopo soli due mesi.

La prima locomotiva a vapore di successo commerciale fu la bicilindrica Salamanca, progettata nel 1812 da Matthew Murray utilizzando il progetto brevettato di John Blenkinsop per la propulsione a cremagliera per la Middleton Railway. Blenkinsop credeva che una locomotiva abbastanza leggera da muoversi con la propria forza sarebbe stata troppo leggera per generare sufficiente aderenza, così progettò una ferrovia a cremagliera per la linea. Questo nonostante il fatto che Trevithick avesse dimostrato il successo delle locomotive ad aderenza un decennio prima. La cremagliera singola correva all’esterno dei binari a scartamento ridotto e veniva innestata da una ruota dentata sul lato sinistro della locomotiva. La ruota dentata era azionata da due cilindri incorporati nella parte superiore della caldaia a canna fumaria centrale. Quattro locomotive di questo tipo furono costruite per la ferrovia e funzionarono fino ai primi anni 1830.

Locomotiva a cremagliera di Blenkinsop, Salamanca, Middleton to Leeds (UK) coal tramway, 1812, autore sconosciuto, pubblicato su The Mechanic’s Magazine, 1829.

Salamanca fu la prima locomotiva a vapore di successo commerciale, costruita nel 1812.

Prime ferrovie di successo

I proprietari della Wylam Colliery volevano abolire i treni trainati da cavalli in favore del vapore. Nel 1804, William Hedley, un manager della miniera, impiegò Trevithick per costruire una locomotiva a vapore. Tuttavia, si dimostrò troppo pesante per il binario di legno. William Hedley e Timothy Hackworth (un altro dipendente della miniera) progettarono una locomotiva nel 1813 che divenne nota come Puffing Billy. Un anno dopo George Stephenson, un altro dipendente di Wylam, migliorò il progetto con Blücher, la prima locomotiva che utilizzava ruote flangiate che mantenevano la locomotiva sul binario e aveva le aste dei cilindri direttamente collegate alle ruote alla maniera di Catch Me Who Can.

Nel 1821 fu approvato un atto del Parlamento per una tramvia tra Stockton e Darlington. Il progetto di Stephenson convinse i sostenitori della tramvia proposta a nominare Stephenson, che aveva recentemente costruito la ferrovia della miniera di Hetton, come ingegnere. Il traffico sulla Stockton and Darlington Railway (S&DR) era originariamente destinato ad essere trainato da cavalli, ma Stephenson effettuò una nuova indagine del percorso per consentire il trasporto a vapore e l’atto fu successivamente modificato per consentire l’uso di locomotive a vapore. La ferrovia fu anche autorizzata a trasportare passeggeri oltre a carbone e merci generiche. La linea era lunga 25 miglia (40 km) e aveva 100 anelli di passaggio lungo il suo binario unico e quattro linee secondarie per le miniere. Fu aperta nel 1825. Il primo treno fu trainato dalla Locomotiva n. 1 di Stephenson a velocità da 12 a 15 miglia all’ora (da 19 a 24 km/h). Furono costruite quattro locomotive chiamate Locomotion, che erano effettivamente motori a fascio su ruote con cilindri verticali.

Opening of the Stockton and Darlington Railway, un acquerello dipinto negli anni 1880 da John Dobbin, il National Railway Museum, York. Nel dipinto, la folla guarda il treno inaugurale attraversare il ponte Skerne a Darlington. Il movimento del carbone verso le navi divenne rapidamente un business lucrativo e la linea fu presto estesa a un nuovo porto e alla città di Middlesbrough. Mentre i vagoni di carbone furono trainati da locomotive a vapore fin dall’inizio, i passeggeri furono trasportati in carrozze trainate da cavalli fino a quando le carrozze trainate da locomotive a vapore furono introdotte nel 1833.

La prima ferrovia pubblica a vapore in Scozia fu la Monkland and Kirkintilloch Railway. Un Atto del Parlamento che autorizzava la ferrovia fu approvato nel 1824 e aprì nel 1826.

La Liverpool and Manchester Railway (L&MR), fondata come società nel 1823 ma aperta nel 1830, fu la prima ferrovia passeggeri interurbana del mondo, in cui tutti i treni erano ad orario e operati da locomotive a vapore. Inoltre, il traffico a cavallo poteva utilizzare la Stockton and Darlington dietro pagamento di un pedaggio. La Canterbury and Whitstable Railway, che trasportava passeggeri, aprì tre mesi prima della L&MR. Tuttavia, essa utilizzava il trasporto a cavo con locomotive a vapore stazionarie su gran parte della sua lunghezza, con locomotive a vapore limitate al tratto in piano. La L&MR fu costruita principalmente per fornire un trasporto più veloce di materie prime e prodotti finiti tra il porto di Liverpool e i mulini di Manchester nel nord-ovest dell’Inghilterra.

Per determinare quali locomotive sarebbero state adatte, i direttori della L&MR organizzarono i Rainhill Trials. Questi furono organizzati come una gara aperta che avrebbe permesso loro di vedere tutte le locomotive candidate in azione, con la scelta a seguire. Le prove furono vinte da Rocket, costruita da George Stephenson e Robert Stephenson. Rocket fu la prima locomotiva ad usare una caldaia multitubolare, che permetteva un più efficace trasferimento di calore dai gas di scarico all’acqua. Fu anche la prima ad usare un cannello, dove il vapore usato dai cilindri si scarica nella cassa di fumo sotto la ciminiera per aumentare il tiraggio del fuoco. Con queste innovazioni, Rocket aveva una media di 12 miglia all’ora (19 km/h) raggiungendo una velocità massima di 30 miglia all’ora (48 km/h) trasportando 13 tonnellate, e fu dichiarato il vincitore delle prove. Gli Stephensons ricevettero di conseguenza il contratto per produrre locomotive per la Liverpool & Manchester Railway. La linea fu aperta nel 1830 con termini a Liverpool Road, Manchester e Edge Hill, Liverpool.

Più tardi disegno congetturale dei Rainhill Trials: in primo piano Rocket e sullo sfondo Sans Pareil (a destra) e Novelty, autore sconosciuto, Illustrated London News.

La Rocket di Stephenson fu l’unica locomotiva a completare le prove di Rainhill e fu dichiarata vincitrice. I fratelli Stephenson ricevettero di conseguenza il contratto per produrre locomotive per la ferrovia.

Attribuzioni

Le prime locomotive
- “Puffing Billy (locomotiva)”. https://en.wikipedia.org/wiki/Puffing_Billy_(locomotive). Wikipedia CC BY-SA 3.0.
- “Rainhill Trials”. https://en.wikipedia.org/wiki/Rainhill_Trials. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
- “Stockton and Darlington Railway”. https://en.wikipedia.org/wiki/Stockton_and_Darlington_Railway. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
- “Rack railway”. https://en.wikipedia.org/wiki/Rack_railway. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
- “Salamanca (locomotiva)”. https://en.wikipedia.org/wiki/Salamanca_(locomotive). Wikipedia CC BY-SA 3.0.
- “Catch Me Who Can”. https://en.wikipedia.org/wiki/Catch_Me_Who_Can. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
- “Plateway.” https://en.wikipedia.org/wiki/Plateway. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
- “Storia del trasporto ferroviario in Gran Bretagna al 1830.” https://en.wikipedia.org/wiki/History_of_rail_transport_in_Great_Britain_to_1830. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
- “Liverpool and Manchester Railway”. https://en.wikipedia.org/wiki/Liverpool_and_Manchester_Railway. Wikipedia CC BY-SA 3.0.
- “Opening_of_Stocking_and_Darlington_Railway_crop.jpg.” https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Opening_of_Stocking_and_Darlington_Railway_(crop).jpg. Wikimedia Commons Public domain.
- “1024px-Blenkinsop’s_rack_locomotive_1812_British_Railway_Locomotives_1803-1853.jpg.” https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Blenkinsop%27s_rack_locomotive,_1812_(British_Railway_Locomotives_1803-1853).jpg. Wikimedia Commons Public domain.
- “Rainhill_Trials_in_the_Illustrated_London_News.jpg.” https://commons.wikimedia.org/wiki/File:Rainhill_Trials_in_the_Illustrated_London_News.jpg. Wikimedia Commons Pubblico dominio.