Storia della gru

La prima macchina a cui può essere accostato il termine gru appartiene al territorio della Mesopotamia, veniva chiamata shaduf ed era usata per l'irrigazione. 

Gli antichi Greci, poi, svilupparono una gru per il sollevamento di carichi pesanti a partire dalla fine del IV secolo a.C. Nel mondo greco si fecero avanti l'argano e il paranco su pulegge di cui c'è testimonianza letteraria nei problemi meccanici attribuiti ad Aristotele. 

Il periodo romano, caratterizzato da grandi costruzioni, fu di grande ispirazione per la realizzazione e per il miglioramento dei precedenti sistemi di sollevamento, ne parlano ampiamente Vitruvio nel De Architectura ed Erone di Alessandria nel Mechanica.

Fino ad arrivare ai moderni sistemi di sollevamento capaci di sollevare centinaia di tonnellate dotati dei più moderni meccanismi.

Gru appartenete all'epoca romana

Gru dei nostri giorni

Riferimenti:
https://www.romanoimpero.com/2009/10/strumenti-romani.html
https://it.wikipedia.org/wiki/Gru_(tecnologia)

Step#20: MATERIALE

Acciaio

L'acciaio è una lega formata da ferro e carbonio, fu ottenuto per la prima volta nel 1740 da B. Huntsman a Sheffield. L'acciaio è uno dei protagonisti della rivoluzione industriale, grazie alle sue proprietà di resistenza alla trazione e ai carichi pesanti può essere impiegato per la realizzazione di funi utilizzate nei sistemi di sollevamento. Le caratteristiche meccaniche dell'acciaio dipendono dal tenore di carbonio, con l'aumento di questo crescono il carico di snervamento, il carico di rottura e la durezza mentre diminuisce l'allungamento.
Le funi in acciaio sono formate da più trefoli,insieme di fili disposti elicoidalmente avvolti intorno ad un' anima, il tipo di fili utilizzati per i trefoli caratterizzano il tipo di fune. L'anima di una fune può essere anch'essa in acciaio oppure in fibre tessili.

Sezione normale di una fune d'acciaio per sollevamento

Riferimenti:
http://www.verpelli.it/html/italiano/prodotti/funi_di_acciaio.html
http://www.treccani.it/enciclopedia/acciaio/

Step#19: DISCIPLINA SCIENTIFICA

Meccanica applicata alle macchine

La maggior parte dei sistemi di sollevamento utilizzano strumenti che sfruttano i principi base della fisica nello scambio di forze come paranchi, pulegge e carrucole.
La meccanica applicata alle macchine ricopre un ruolo fondamentale negli impianti di sollevamento, basti pensare al sistema di funzionamento del paranco e delle sue applicazioni. I paranchi sono dispositivi utilizzati per sollevare carichi elevati con forze di ridotta entità.
I principi base di funzionamento del paranco sono spiegati in questo breve video:

Step#18: Nella CRONACA

Gru ribaltata

Incidenti sul posto di lavoro causati dal danneggiamento di sistemi di sollevamento, come una grande gru, comportano spesso orribili conseguenze. Nel cunese alla cemental di Genola il 7 ottobre 2019 un operaio ha perso la vita schiacciato da una gru dopo essersi ribaltata. Incidenti di questo genere, purtroppo, non sono rari, bisogna puntare molto sulla formazione degli operai e soprattutto sui sistemi di sicurezza. Le strutture utilizzate per sollevare grandi carichi devono essere sicure e non soggette a deterioramento, un maggiore controllo e una presa di coscienza da parte della classe dirigente delle aziende potrebbero diminuire il numero di incidenti di questo genere.

Gru collassata

In Germania a Rostock il 2 maggio 2020 una gru collassa mentre vengono effettuate delle prove di carico e sovraccarico testando la capacità massima di sollevamento. La gru è crollata su una nave utilizzata per costruire parchi eolici lontano dalla costa. Il motivo del collasso pare essere il malfunzionamento di un gancio, molti sono i feriti anche se non molto gravi.

                                               Collasso della gru
Riferimenti:
https://www.shipmag.it/rostock-gru-collassa-durante-il-test-di-carico-il-video/
https://torino.repubblica.it/cronaca/2019/10/07/news/operaio_muore_schiacciato_dalla_gru_in_un_azienda_del_cuneese-237889642/

Step #17:ABBECEDARIO

Argano
Braccio (di leva)
Coclea
Direzione
Elevatore
Fune
Gru
Hight
Ingranaggio
Leva
Montacarichi
Normative
Ostacolo
Paranco
Quota
Raccordi
Statica
Trazione
Ulivella
Vite (di Archimede)
Zavorra

Step #16: PERSONAGGIO

Filippo Brunelleschi
Filippo Brunelleschi, nato a Firenze nel 1377, è stato un architetto, ingegnere, scultore, matematico, orafo e scenografo italiano durante il Rinascimento.

Filippo Brunelleschi

Brunelleschi nel 1420 iniziò la costruzione della cupola della cattedrale in Santa Maria del Fiore a Firenze. Per la realizzazione di tale opera Brunelleschi creò dei sistemi per sollevare il materiale che al tempo stesso erano capaci di posizionare pesanti blocchi di pietra in modo preciso in ogni direzione.

Gru girevole di Brunelleschi in un disegno di Leonardo

Brunelleschi, tra l’altro, inventò una delle macchine più celebri del Rinascimento: un argano azionato non da uomini, ma da buoi. L’aspetto tecnologicamente significativo era che permetteva ai buoi di girare sempre dalla stessa parte, mentre l’andamento degli argani poteva essere reversibile. La variazione del senso di marcia era effettuata per mezzo di un dispositivo a vite senza fine, a filettatura elicoidale.Così, un solo bue poteva sollevare un peso di 450 kg, a una altezza di 60 m, in 30 minuti.

Argano di Brunelleschi

Riferimenti:

http://www.instoria.it/home/costruzione_cupola_santa_maria_del_fiore_firenze_V.htm
https://www.altair4.com/it/modelli/argano/

https://it.wikipedia.org/wiki/Filippo_Brunelleschi

Step #15: XX SECOLO

Sollevare un razzo

Nell'ambito della ricerca scientifica e dello sviluppo tecnologico l'evento che ha caratterizzato in modo rilevante il XX secolo è stata la corsa allo spazio tra Russia e USA. Il 16 luglio 1969 la NASA con l'Apollo 11 lanciò nello spazio il razzo Saturno V che il 20 luglio ha consentito all'uomo di calpestare il suolo lunare. 

Il primo stadio del Saturno V presenta 5 motori F-1 utilizzati nella prima fase del lancio, fase in cui il razzo carico di propellente, cherosene e ossigeno liquido, pesa circa 3000 tonnellate, viene sollevato grazie alla spinta propulsiva generata dei motori. L'insieme dei cinque motori permette al razzo di raggiungere una quota di 61Km ad una velocità di 8450 km/h, raggiunta tale quota il primo stadio viene sganciato per poi precipitare nell'oceano Atlantico.
Alcune informazioni sul funzionamento e sulla costruzione del Saturn V: https://en.wikipedia.org/wiki/Saturn_V

https://www.nasa.gov/image-feature/saturn-v-in-the-vehicle-assembly-building-at-kennedy-space-center
https://blogs.nasa.gov/Rocketology/tag/saturn-v/ 
https://www.nasa.gov/audience/forstudents/5-8/features/nasa-knows/what-was-the-saturn-v-58.html 
 

Saturno V in fase di ascensione

Riferimenti:
https://en.wikipedia.org/wiki/Saturn_V

Step #14: Nell' OTTOCENTO

Ascensori sicuri

Elisha Otis, New York 1854

Elisha Otis (1811 - 1861) era un ingegnere e inventore americano, fondatore della compagnia Otis Elevator Company. Nel 1854 presentò, durante la Fiera mondiale a New York, un sistema di interruzione per ascensori nel caso in cui il cavo di sollevamento fosse danneggiato o addirittura rotto. L'efficacia del dispositivo viene dimostrata mentre Elisha Otis si trova sospeso all'interno dell' ascensore, il cavo viene reciso e con lo stupore di tutti la cabina non cade.
L'invenzione di questo semplice dispositivo ha gettato le basi per gli ascensori moderni. 
Nei seguenti video viene spiegato il principio di funzionamento del dispositivo di sicurezza:

L'invenzione dell'ascensore come dispositivo per sollevare persone e di conseguenza del dispositivo di sicurezza contribuirono in modo significativo allo sviluppo della società. In questo breve video pubblicato dal National Geographic ne spiega la storia e il funzionamento:

Riferimenti:

https://it.wikipedia.org/wiki/Ascensore

https://en.wikipedia.org/wiki/Elisha_Otis

Step #13: Nel SETTECENTO

La Mongolfiera solleva l'uomo in cielo (1783)

La mongolfiera è un pallone aerostatico che sfrutta la diversa densità tra aria calda e aria fredda per sollevarsi nel cielo. L'aria presente all'interno della mongolfiera è una miscela di aria calda e gas prodotti dalla combustione, generalmente, propano.

La prima ascensione di una mongolfiera con equipaggio, formato da una gallina, un'oca e una pecora, avvenne il 3 giugno 1783 ad Annonay in Francia ad opera dei fratelli Joseph-Michel e Jacques-Etienne Montgolfier, gli animali vennero sollevati per 180 metri in cielo ed atterrarono illesi a circa 2 km di distanza. 

De Rozier e il marchese d'Arlandes furono i primi uomini ad essere sollevati in aria da una mongolfiera, il volo avvenne il 21 novembre 1783 e durò 25 minuti percorrendo circa 10 km alzandosi sopra i tetti di Parigi.

Prima ascensione di una mongolfiera ad opera dei fratelli Montgolfier

In Italia la prima ascensione avvenne per opera del conte Paolo Andreani che rimanendo colpito dal lavoro compiuto dei fratelli francesi, il 13 marzo 1784 a Brughiero in provincia di Monza fece salire sulla sua mongolfiera due contadini "ubriachi" che riuscirono a compiere un volo di circa 9 km.

In un' ode al signor Montgolfier Vincenzo Monti parla della mongolfiera:

"    L’igneo terribil aere,

     Che dentro il suol profondo
     Pasce i tremuoti e i cardini
     Fa vacillar del mondo,

[..]

     Mirabil cosa! in alto
     Va la materia, e insolito
     Porta alle nubi assalto. "

Festival della mongolfiera, Paestum

Riferimenti:
Libro "Storia delle macchine" , V. Marchis
http://www.ferraramongolfiere.it/it/storia-mongolfiera
https://it.wikisource.org/wiki/Al_signor_di_Montgolfier

Step #12: SOLLEVARE nella TECNOLOGIA MEDIEVALE E MODERNA

Medioevo
Il Medioevo ha saputo consolidare alcune delle invenzioni del mondo antico facendole diventare vere e proprie innovazioni.

Il lungo periodo che va dall'inizio dagli inizi del 500 d.c. alla fine del 1400 risulta pieno di innovazioni tecnologiche soprattutto per quanto riguarda le invenzioni belliche di cui ne parla Vegezio nell'ultimo libro de "Epitoma istitutionum rei militaris" oppure più in là Roberto Valturio nel "De rei militari". Le torri d'assedio elevabili per sollevare i soldati nelle vicinanze della mura da assediare composte da argani e funi ne sono un esempio, bisogna chiarire che questi trattati non parlano di vere e proprie invenzioni tecnologiche ma sono piuttosto uno strumento utilizzato per tramandare i mutamenti delle invenzioni meccaniche. Possiamo affermare che il periodo medioevale può essere inteso come un periodo di miglioramento delle invenzioni già esistenti.

Torri d'assedio elevabili da Vegezio, De re militari
immagine presa dal libro "Storia delle macchine", V. Marchis

Nella realizzazione delle grandi cattedrali gotiche, in questo stesso periodo, vengono descritti macchinari utilizzati nell'edilizia per sollevare grandi carichi tramite l'uso del sistema vite-madrevite di cui è presente un'illustrazione nell' Album di Villard de Honnecourt, ma essendo di difficile costruzione si preferisce utilizzare argani, sistemi a paranco o semplici leve.

La forza motrice prodotta dal peso aveva costituito nel Medioevo un esteso campo di studio che gli Scolastici avevano sviluppato sui testi dell’antichità in un corpo di nozioni teoriche che andavano sotto il nome di scienza dei pesi, il De ponderibus, e che ebbero una applicazione pratica nell'architettura già al tempo delle grandi cattedrali.


Brunelleschi e Santa Maria del Fiore
Brunelleschi intorno al 1420 inventa l'argano a tre velocità per costruire la cupola di Santa Maria del Fiore a Firenze. Si tratta di un macchinario capace non soltanto di sollevare pesi ma anche di posizionare con precisione pesanti blocchi di pietra in fase di chiusura dell'occhio della cupola.

Argano di Brunelleschi
Leonardo da Vinci, codice Atlantico, f.1083v

Giorgio Agricola (1500)
Giorgio Agricola nel 1500 descrive l'impianto di sollevamento per miniere che viene considerato come simbolo della nuova ingegneria, si riesce a gestire grandi quantità di energia con piccoli sforzi, azionando due leve si riesce a dirottare l'acqua del canale ad una delle due ruote affiancate e si riesce quindi a invertire il senso di rotazione dell'argano.

Impianto di sollevamento per miniere da Agricola, De re metallica
immagine presa dal libro "Storia delle macchine", V. Marchis

Molti in questo periodo sono stati i sistemi di sollevamento che spaziano in vari ambienti: dal mondo bellico al mondo architettonico. 


Riferimenti:
https://www.artesmechanicae.it/it/tirari-e-alzari/il-libro/
http://www.instoria.it/home/costruzione_cupola_santa_maria_del_fiore_firenze_V.htm
libro "Storia delle macchine", V.Marchis

Step #11: Nella PANDEMIA

L'11 Marzo 2020 l'Organizzazione Mondiale della Sanità ha dichiarato l'infezione da SARS-CoV-2 pandemia mondiale. Il periodo storico che stiamo attraversando contribuirà a modificare il mondo in modo irreversibile, potrà essere definita in linea di principio una vera e propria rivoluzione.
Di seguito alcuni link utili per informazioni sulla pandemia e sullo stesso virus:
http://www.salute.gov.it/nuovocoronavirus

In questo post si vuole trovare un collegamento tra il verbo sollevare e la pandemia in atto. Nel significato meccanico del termine non riesco trovare alcune affinità, ma se considero il significato figurato del termine penso a come l'Italia e il mondo possa sollevarsi da una grande crisi che ha portato al tracollo l'economia.
L'economia italiana è stata anch'essa infettata dal virus, commercianti costretti a chiudere le loro attività, fabbriche che hanno sospeso la produzione, da un giorno all'altro l'Italia si è fermata.
Purtroppo le speranze che l'economia torni ai livelli precedenti l'epidemia in tempi brevi è completamente impensabile, per questo motivo ci sono stati vari accordi europei e statali, di seguito vari link sull'argomento:
https://www.corriere.it/economia/finanza/20_aprile_20/covid-19-ecco-come-riparare-danni-ricostruire-l-economia-europea-91baac70-830e-11ea-86b3-8aab0c7cf936.shtml
https://www.affarinternazionali.it/2020/03/coronavirus-tre-strumenti-europei-per-rilanciare-leconomia/