La Chimica Delle Cose

capire le cose di tutti i giorni attraverso la scienza

Utensili utilizzati da popoli a uno stadio ancora primitivo di sviluppo tecnologico. Da "Scoperta, invenzione e diffusione" di H.S. Harrison, in "La preistoria e gli antichi imperi - Storia della Tecnologia, Bollati Boringhieri, tomo 1, volume 1, Torino, 1993

a proposito di energia, 3° parte

Chissà quanti secoli sono passati prima che qualcuno abbia scoperto il primo utensile, una pietra affilata.

Gli utensili, infatti, sono sistemi per aumentare, anche di centinaia di volte, la potenza delle nostre braccia, concentrandola soltanto sulla zona dove ci serve.

Una lama, una punta, un martello, servono a diminuire la superficie su cui si applica la forza muscolare e quindi ad aumentare proporzionalmente la pressione (la pressione è data dal rapporto fra la forza applicata e la superficie su cui la applico).

Prendiamo la forza di un uomo, diciamo un pugno. Ammettiamo che il pugno di un uomo abbia una forza peso di 100 chili. La superficie di un pugno sarà circa di 5 centimetri quadrati e dunque la pressione che il suo pugno può esercitare su un bersaglio è di 100 diviso 5 ovvero 20 Kg/cm2.

Se invece del pugno l’uomo usa una punta che ha una superficie di 1 millimetro quadrato, la sua pressione salirà a 100 diviso 0,01 centimetri quadrati (ricordiamoci che la pressione è data dal rapporto fra la forza applicata e la superficie su cui la applico), ovvero a 10.000 kg/cm2! da 20 kg/cm2 che otteneva con il suo pugno a 10.000 kg/cm2 con una punta (di lancia, per esempio).

Con questa punta l’uomo in questione aumenta la pressione che è in grado di esercitare su qualcosa di ben 500 volte. E più la punta della lancia, quella del chiodo eccetera sono appuntite, maggiore sarà la pressione che potrà esercitare sul suo bersaglio, fino a bucarlo e passarlo da una parte all’altra.

Ecco, un chiodo, una lancia, una freccia, sono proprio questo. Con una lancia, ovvero con uno strumento che permette di aumentare la pressione di 500 volte o più, si possono fare molte più cose che con i soli pugni! Idem per chiodi, frecce e così via.

Le lame hanno lo stesso significato: più sono affilate minore è la superficie su cui si esercita la forza di taglio e dunque la pressione, che così può raggiungere valori incredibili!

Il successo tecnologico di queste prime invenzioni, il salto energetico che hanno reso possibile, forse non è stato mai più uguagliato.

Con gli utensili l’uomo è entrato nella fase davvero “umana” di civiltà. Un uomo solo, tanti uomini a braccia nude ma animati dalla stessa volontà di cooperazione, uomini con animali allevati, gruppi di uomini armati con attrezzi agricoli o con lance o altre armi ancora e sempre più sofisticate, sono stadi differenti della nostra storia.

Ciò che distingue tali fasi è essenzialmente la potenza a disposizione.

Gli utensili permettono cioè di compiere, con la stessa energia, attività che prima non si potevano nemmeno affrontare o che necessitavano di moltissime braccia, di cooperazione, di animali ben addestrati e così via.

Se poi alla tecnologia degli utensili si aggiunge la cooperazione e così si moltiplicano le lance disponibili in un villaggio, beh, possiamo capire come da scimmia nuda e singola l’uomo sia diventato il re dell’intero pianeta!

Un predatore che poteva accrescere la quantità di cibo e dunque di energia disponibile che eccedeva il fabbisogno per la sopravvivenza e che gli dava la possibilità di guardare il mondo con occhi diversi: insomma ora poteva davvero vivere e non soltanto sopravvivere.

Ma l’energia e la potenza non bastano mai. Come noi non ci accontentiamo di utilitarie, che pure andrebbero benissimo per spostarci da un luogo all’altro ma usiamo automobili sempre più potenti e piene di roba che consuma energia, come l'aria condizionata, il servosterzo e il servofreno e così via, così l’uomo primitivo non si accontentò della società, delle bestie da soma e dei cavalli, delle prime schegge di pietra affilate con cui fare lance, frecce e coltelli. Gli serviva altra energia.

La trovò, e tanta, nel fuoco. Il fuoco di un pezzo di legno è la parte visibile della sua combustione, processo in cui si sprigiona una grande quantità di energia, quella accumulata in mesi, anni o decenni di crescita della pianta e che vengono ceduti in poche ore. Ecco, siamo in presenza nuovamente di una concentrazione per aumentare la potenza: concentrare nel (poco) tempo della combustione l’energia accumulata dalla pianta in intere stagioni del suo sviluppo, significa poter disporre di una grande potenza.

Una potenza fino ad allora inconcepibile. Con il fuoco l'uomo è riuscito a cuocere i cibi e ad aumentare ancora di molte volte l'energia a sua disposizione perché così riuscì a mangiare alimenti prima immangiabili e perché la cottura modifica la chimica degli alimenti e rende assimilabili sostanze che crude sono indigeste o di molto più scarso potere nutrizionale.

Il fuoco permette inoltre di disboscare con molta più facilità (e senza consumo di energia animale) e quindi fu un grande facilitatore dell’agricoltura, cosa che rese disponibile ancora più cibo, con una crescita esponenziale della potenza complessiva a disposizione.

Il fuoco ha permesso infine un altro salto energetico e dunque di civiltà: ha permesso di accedere alla tecnologia dei metalli che infatti dettero il nome a intere epoche della civiltà, come quella del ferro o del bronzo.

Per accedere ai metalli l’uomo ha dovuto costruire una tecnologia che ha del magico: soffiando aria su un fuoco opportunamente sistemato in costruzioni di pietra disposte in un certo modo, riuscì ad aumentare la sua temperatura fino a far colare da alcune rocce particolari liquidi roventi che solidificavano dando origine a materiali mai visti: erano i metalli.

Materiali duri come e più delle pietre ma che non si sfaldavano o andavano in mille pezzi sotto i colpi, che erano lavorabili con semplici martelli e incudini nelle forme più diverse, ideali per farne punte e lame di efficacia prima inimmaginabile.

Chi disponeva delle miniere di materiali ferrosi, di rame o di stagno (il bronzo è una lega di rame e stagno) e conosceva la tecnologia per fare spade, coltelli, lance, frecce (ma anche catene, aratri, chiodi, martelli e così via), aveva a disposizione una potenza prima inaudita e aveva così modo di prevalere militarmente sugli altri.

Gli utensili di metallo avevano una durabilità, una affidabilità e soprattutto una adattabilità a diversi usi che le pietre non potevano offrire: con gli utensili di metallo l’uomo poteva finalmente esprimere la sua energia nel modo migliore, concentrandola e moltiplicandola migliaia di volte: nelle sue mani aveva ora una potenza migliaia di volte superiore a quella di una povera scimmia nuda.

Il fuoco aveva aperto un’autostrada di innovazioni, dando all’uomo un potere che nessun altro animale aveva ne ha mai più avuto sul nostro pianeta. L’ambiente circostante era alla portata della potenza umana.

Ormai egli non disponeva più soltanto dei suoi poveri 80 – 90 watt né della somma di potenza dato da un gruppetto di amici, non aveva più soltanto la potenza di qualche bestia da soma o da trasporto ma aveva strumenti di metallo che impiegavano meglio l’energia con macchine semplici come leve, argani e tante altre ma soprattutto poteva disporre delle migliaia di Watt di potenza che derivavano dal fuoco che egli ormai sapeva accendere e governare!

Il post continua con la quarta parte.

PS il post è stato tratto da un capitolo del mio libro "L'energia del violino", in vendita su Amazon a meno di 5 euro

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