It’s All About Steam.

Nel 1712, Thomas Newcomen e il suo assistente John Cally presentarono il primo motore a vapore commerciale. Il motore atmosferico di Newcomen utilizzava il vapore per alimentare una pompa. Anche se non era molto efficiente, centinaia di questi motori furono usati per pompare l’acqua dalle miniere di carbone britanniche e dalle aree inondate.

Nel tardo XVIII secolo, James Watt, l’uomo che sarebbe stato chiamato il padre del motore a vapore, migliorò notevolmente l’efficienza del motore stazionario quando brevettò un motore a “doppio effetto” che usava il vapore ad alta pressione su entrambi i lati del pistone per raddoppiare la potenza. I suoi brevetti comprendevano anche dispositivi ausiliari come manometri, valvole a farfalla e regolatori di vapore. In collaborazione con il costruttore Matthew Boulton, i miglioramenti e le invenzioni di Watt alimentarono la rivoluzione industriale.

Seguendo i miglioramenti di Watt, molti inventori cercarono di adattare il motore a vapore a modi di trasporto sia su terra che su acqua. Ottenere la forza motrice del vapore avrebbe permesso, per la prima volta nella storia, all’uomo di viaggiare sulla terraferma a una velocità superiore a quella del cavallo domestico.

Trevithick’s Tramroad Locomotive

Nel 1802, Richard Trevithick brevettò un “motore ad alta pressione” e creò il primo motore a vapore per locomotive su rotaia. Trevithick scrisse il 21 febbraio 1804, dopo la prova della sua High Pressure Tram-Engine, di aver “portato dieci tonnellate di ferro, cinque vagoni e 70 uomini… oltre 9 miglia… in 4 ore e 5 minuti”. Anche se un viaggio dal suono ponderoso, fu il primo passo verso un’invenzione che avrebbe cambiato completamente il rapporto dell’uomo con il tempo e lo spazio.

George Stephenson e suo figlio, Robert, costruirono la prima locomotiva a vapore. Stephenson costruì il suo “motore da viaggio” nel 1814, che fu usato per trasportare il carbone nella miniera di Killingworth. Nel 1829, gli Stephenson costruirono la famosa locomotiva Rocket, che utilizzava una caldaia a più tubi, una pratica che continuò nelle successive generazioni di motori a vapore. La Rocket vinse la competizione alle prove di Rainhill tenute per risolvere la questione se fosse meglio spostare i vagoni lungo le rotaie con motori a vapore fissi usando un sistema di pulegge o usando motori a vapore per locomotive. Il Rocket vinse il premio di 500 sterline con la sua velocità media di 13 miglia all’ora (senza tirare un carico, il Rocket raggiunse velocità fino a 29 miglia all’ora), battendo il Novelty di Braithwaite ed Erickson e il Sans Pareil di Timothy Hackworth. Gli Stephenson incorporarono nei loro motori elementi che furono usati nelle successive generazioni di motori a vapore.

Stephenson’s Patent Locomotive Engine

Anche se la prima locomotiva ad operare su una ferrovia americana fu la Stourbridge Lion, costruita nel 1828 e importata dall’Inghilterra da Horatio Allen di New York, le locomotive inglesi non arrivarono a dominare le ferrovie americane perché erano troppo pesanti per i binari americani relativamente leggeri e spesso irregolari. Infatti, il Leone fu presto relegato a funzionare come una locomotiva a vapore stazionaria.

Gli inventori e gli ingegneri americani avevano seguito un percorso parallelo a quello degli inglesi e, già nel 1812, John Stevens aveva presentato una petizione al Congresso per sostenere una ferrovia nazionale. Aveva anche costruito la prima locomotiva a vapore americana nel 1825. Un motore con caldaia a più tubi, funzionava su un binario circolare dimostrativo nella sua proprietà a Hoboken, New Jersey. Anche se non ebbe successo nell’ottenere il sostegno finanziario per una ferrovia nazionale o per la sua locomotiva, Stevens fondò in seguito una delle prime ferrovie americane, la Camden & Amboy Railroad.

La Tom Thumb di Peter Cooper, costruita nel 1830, fu la prima locomotiva americana a trainare un vagone passeggeri su una ferrovia. Anche se piccola, era abbastanza potente da convincere i direttori della ferrovia Baltimore and Ohio dell’applicazione pratica della locomotiva a vapore.

Best Friend of Charleston

La distinzione di essere la prima a tirare un treno di automobili su una ferrovia americana in servizio regolare va alla Best Friend of Charleston nel 1831. Progettata da E. L. Miller e costruita a New York, la Best Friend funzionò per quasi sei mesi fino a quando la sua caldaia esplose quando un operaio, irritato dal suono del vapore sibilante, fece cadere una valvola di sicurezza.

L’anno 1831 vide anche Matthias Baldwin fondare la Baldwin Locomotive Works. La sua seconda locomotiva a vapore, la E.L. Miller, stabilì il prototipo da cui si svilupparono i motori successivi. Entro la fine del XIX secolo, l’azienda di Matthias Baldwin divenne il più grande costruttore di locomotive al mondo e dominò il mercato per oltre cento anni, producendo circa 59.000 locomotive.

Le prime locomotive furono costruite con ruote fisse, che funzionavano bene sui binari dritti ma non così bene sul terreno montuoso dell’America. Un ingegnere civile americano, John Jervis, progettò la locomotiva Experiment nel 1832, che aveva un carrello di guida girevole a quattro ruote, conosciuto anche come “bogie”, che poteva seguire il binario e permettere alle locomotive di viaggiare su ferrovie con curve più strette.

Locomotiva America costruita dalla Grant Locomotive Works, di Paterson, N. J., per l’Esposizione di Parigi del 1867, una locomotiva standard americana 4-4-0 della metà del XIX secolo.

Il pilota, o “cow catcher”, era unico per le locomotive americane. Le linee ferroviarie non erano recintate e le compagnie ferroviarie erano responsabili di qualsiasi danno causato da una collisione con un animale, che poteva far deragliare una locomotiva. La John Bull, nel 1833 circa, fu una delle prime locomotive in America ad essere dotata di un tale dispositivo per eliminare gli ostacoli dai binari. Ben presto i piloti divennero apparecchi standard per le locomotive americane.

Le locomotive potevano essere configurate in diversi modi, classificati dalla disposizione delle ruote del carrello di testa, delle ruote motrici e del carrello di coda. La configurazione 4-4-0 (cioè quattro ruote sul carrello di testa e quattro ruote motrici, senza carrello di coda), era più comunemente usata negli Stati Uniti ed era conosciuta come l’American Standard. Le locomotive che si incontrarono a Promontory Summit, la Jupiter della Central Pacific e la Engine No. 119 della Union Pacific, erano entrambe locomotive 4-4-0.

I costruttori americani producevano locomotive uguali per capacità ai motori inglesi, ma a costi inferiori. Sebbene i motori americani fossero decorati in modo elaborato con costosi lavori in ottone e i costi della manodopera fossero più alti che in Gran Bretagna, i produttori americani ridussero i costi usando la meno costosa ghisa piuttosto che il ferro battuto per molti componenti. Le ferrovie americane iniziarono usando locomotive importate dalla Gran Bretagna, ma alla fine del XIX secolo l’America era uno dei maggiori produttori di locomotive e aveva esportato più di 2.900 motori.

Non è esagerato dire che l’energia a vapore e le locomotive hanno avuto nel XIX secolo lo stesso effetto di trasformazione che il computer ha avuto nel XX. Robert Thurston, nel suo libro del 1878 sulla storia della macchina a vapore, disse che sarebbe “superfluo tentare di enumerare i benefici che ha conferito alla razza umana, perché tale enumerazione includerebbe l’aggiunta di ogni comfort e la creazione di quasi ogni lusso di cui godiamo ora.