Galileo Ferraris

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Il 30 ottobre 1847 nasce a Livorno Piemonte Galileo Ferraris, insieme ad Antonio Pacinotti è l’ingegnere italiano che, nel XIX secolo, ha dato il massimo contributo allo sviluppo dell’elettrotecnica. Sono sue invenzioni il campo magnetico rotante e una sua immediata conseguenza: il motore elettrico a corrente alternata.

Figlio del farmacista Luigi Ferraris e di Antonia Carlotta Messia, Galileo cresce in una famiglia numerosa. Rimane orfano di madre all'età di 8 anni e con il fratello maggiore Adamo si trasferisce a Torino dallo zio medico Carlo Ferraris. Appassionato di scienza e di studio, il giovane Galileo invece che all’ultimo anno di liceo, nel 1864 si iscrive come uditore al primo anno di matematica presso la facoltà di Scienze dell’Università di Torino.

Foto_TesiIl 29 settembre 1869, a 22 anni non ancora compiuti, consegue la laurea in ingegneria civile alla Regia Scuola di Applicazioni per Ingegneri con la tesi Delle trasmissioni telodinamiche di Hirn. L’argomento della tesi è la trasmissione a distanza di energia cinetica tramite una lunga fune metallica che gira per la città ed entra nelle abitazioni, permettendo alle operaie di lavorare da casa. Scrive il Ferraris: “Questo sistema aumenta quindi il benessere della famiglia senza lederla, senza togliere i figli alle cure dirette delle madri”. Il principio guida della sua attività scientifica infatti è: la distribuzione di energia nelle case e nelle officine, come strumento di lavoro e fonte di benessere per l’umanità.

Nel 1870 Galileo Ferraris viene nominato assistente del professor Giovanni Codazza alla cattedra di Fisica Tecnologica del Regio Museo Industriale Italiano. (Nel 1899 il Regio Museo Industriale Italiano viene unito all’altra scuola torinese di ingegneria e nel 1906 diventano il Regio Politecnico di Torino).

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Nei primi anni della carriera accademica Ferraris si occupa non solo dello studio dell’elettromagnetismo e delle sue applicazioni, ma anche di acustica, ottica e fisica matematica e pubblica numerose memorie scientifiche.

A gennaio del 1871 si iscrive alla Società degli Ingegneri e Architetti di Torino di cui viene nominato presidente nel 1882-83.

Nel 1877, alla morte di Codazza, diventa professore incaricato di Fisica Tecnologica, è un docente chiaro, sintetico, rigoroso. Nell’aprile del 1879 tiene a Torino un ciclo di cinque celebri conferenze dedicate alla nascente illuminazione elettrica, analizzandone aspetti tecnologici ed economici. Le conferenze ispirano il giovane inventore Alessandro Cruto che, nel 1886, realizza ad Alpignano il primo stabilimento italiano per la produzione industriale di lampadine con prestazioni che sono ritenute migliori di quelle della Edison (lo stabilimento di Cruto viene rilevato dalla Philips nel 1927).

Edison

Il 2 novembre 1877, a soli 32 anni, per iniziativa del direttore del Museo Industriale, il deputato Federico Spantigati, Galileo viene nominato professore ordinario senza concorso con la seguente motivazione:

“Visto che si offre modo di provvedere all’insegnamento della fisica tecnologica … affidandolo a persona che per pubblicazioni fatte e per insegnamenti dati è venuta in meritata fama di singolare perizia”.

Nel 1884 viene incaricato anche di Fisica Generale alla Scuola di Guerra per giovani ufficiali dell’esercito e più volte viene incaricato come perito tecnico del tribunale, in Italia e all’estero, oltre che di “commissario regio” presso le commissioni d’esame di licenza tecnica in varie parti d’Italia.

La teoria del Trasformatore

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Per iniziativa di Ferraris all’Esposizione Generale Italiana di Torino nel 1884 viene aggiunta una sezione elettrica ed organizza, tra Torino e Lanzo, la prima dimostrazione pubblica al mondo di trasmissione a distanza di energia elettrica in corrente alternata ad alta tensione, seguendo il principio che è tuttora adottato: un elettrodotto con tensione di 2 kV, frequenza di 133 Hz, lungo 40 km e con una potenza di 20 kW. Il generatore di corrente alternata viene posto a Torino all’esposizione ed alimenta alcune lampade nella stazione ferroviaria di Lanzo. Per essa vengono utilizzati i “generatori secondari” che Lucien Gaulard e John DixonGibbs avevano costruito per l’illuminazione delle gallerie della metropolitana londinese (cioè i primi trasformatori per corrente alternata). Nella memoria “Ricerche teoriche e sperimentali sul generatore secondario Gaulard e Gibbs” del 1885 e in quella successiva "Sulle differenze di fase delle correnti, sul ritardo dell'induzione e sulla dissipazione di energia nei trasformatori" del 1887, avvalendosi della teoria di Maxwell, mette a punto il modello matematico che ancora oggi si utilizza per il trasformatore, formalizzando anche il bilancio energetico di tale macchina. A distanza di oltre un secolo, la teoria spiegata nelle facoltà di ingegneria di tutto il mondo è ancora quella illustrata per la prima volta da Ferraris nel Politecnico di Torino e pubblicata nelle sue memorie.

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Il campo magnetico rotante

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Una sera camminando per Torino, osservando la successione dei portici di via Cernaia, Galileo ha una intuizione che lo porterà a realizzare il campo magnetico rotante: il meraviglioso giocattolo che gira. Egli capisce la risultante vettoriale di due campi magnetici alternati e sfasati tra loro posti su piani diversi: un campo magnetico rotante capace di mettere in rotazione un corpo metallico, grazie all’azione delle forze elettrodinamiche fra il campo magnetico rotante e le correnti indotte nel corpo metallico stesso. Al contempo intuisce che la differenza di fase necessaria può essere ottenuta tramite un trasformatore.

PilaMette così all’opera Clerici, il suo tecnico di laboratorio, per realizzare il primo modellino.

 

Nell’autunno del 1885 dimostra sperimentalmente in pubblico il risultato dei suoi primi studi tramite un prototipo costituito da due bobine fisse, tra loro perpendicolari, percorse da correnti sfasate ottenute tramite l’avvolgimento primario e l’avvolgimento secondario di un trasformatore di Gaulard. Un cilindretto di rame, sospeso nel campo magnetico rotante generato dalle bobine, si mette in movimento. Scrive un presente: “Il cilindretto si pose a girare, dapprima lentamente, poi rapidamente. Il motore a corrente alternata era scoperto!”. Con la solita bonaria ironia Ferraris battezza il congegno che usa il campo magnetico rotante creato dalla corrente alternata: “il mio giocattolo”.

Ormai non ci badiamo più ma in quasi tutte le azioni quotidiane che implicano l’uso dell’elettricità troviamo l’invenzione di Galileo nelle nostre abitazioni: quando accendiamo un elettrodomestico, una lavatrice, il frigorifero, il frullatore, l’asciugacapelli, ma anche quando apriamo il rubinetto dell’acqua, sulla nostra autovettura, quando la mettiamo in moto o apriamo i finestrini elettrici.

Tra il 1885 ed il 1886 Ferraris realizza quattro modelli di motore a campo magnetico rotante, costruiti da Clerici.

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A marzo 1888 pubblica “Rotazioni elettrodinamiche prodotte per mezzo di correnti alternate” e a maggio-giugno del 1888 Ferraris riceve un premio di 1000 dollari dalla società americana Whestinghouse dopo che questa ha cercato inutilmente di acquistare il brevetto del motore a corrente alternata per poterlo utilizzare liberamente.

A Francoforte e Torino

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“…Senza che io me ne sia occupato ho visto a Francoforte che tutti attribuiscono a me la prima idea, il che mi basta. Gli altri facciano i denari, a me basta quel che mi spetta: il nome” scrive Ferraris di ritorno dalla Fiera di Francoforte del 1891 all’amico Guido Grassi.  Non si preoccupa di brevettare le sue scoperte vuole solo del fatto che abbiano un’utilità. Galileo Ferraris è un patriota che sente il dovere di lavorare per il giovane paese. Ma, dice, «sono un professore, non un industriale», suo è il genio dell’invenzione, ma non gli appartiene l’indole dell’industriale.

Nell’agosto 1893 partecipa come vicepresidente al Congresso degli Elettricisti di Chicago, invitato dall’industriale Thomas Alva Edison e viene accompagnato dal suo assistente Camillo Olivetti, da Guido Grassi e da Luigi Lombardi. Ferraris contribuisce alle definizioni delle unità di misura elettriche: le note definizioni di joule, watt ed henry  vengono adottate proprio su proposta di Ferraris.

Chigago

Minuta

Nel 1896 rappresenta l’Italia al Congresso di Elettricità di Ginevra ed ha l’idea di fondare l’Associazione Elettrotecnica Italiana, costituta ufficialmente il 27 dicembre dello stesso anno a Milano e di cui viene nominato primo presidente. Nel 1897 viene nominato presidente anche della Commissione Superiore Metrica Italiana. Nel 1896 è consulente per il progetto della grande centrale idroelettrica "Bertini" di Paderno sull’Adda.

Le innovazioni come docente

Dall’anno accademico 1886-1887 attiva il corso libero di Elettrotecnica e nel 1888 costituisce, presso il Regio Museo Industriale, la Scuola Superiore Elettrotecnica con Laboratorio: tra le prime strutture al mondo interamente specializzate nell’insegnamento dell’elettrotecnica con insegnamenti specialistici: Fondamenti Scientifici, Produzione Industriale di Energia Elettrica, Applicazioni, Misura, Esercitazioni. Una scuola prestigiosa, frequentata anche da funzionari delle varie amministrazioni pubbliche del nuovo Paese che si formava, inviati a Torino per apprendere la nuova tecnologia che stava per sconvolgere il mondo. Nel 1889 anche alla Scuola Superiore Navale di Genova viene attivato il corso di elettrotecnica da parte di Cesare Garibaldi, giovane allievo di Ferraris. Il Politecnico di Milano si completa della tradizione ferrarisiana grazie al trasferimento nel 1899 da Torino a Milano di Riccardo Arnò, allievo e discepolo di Ferraris, che viene nominato professore ordinario di Elettrotecnica. Nel giro di pochi anni diverse facoltà italiane di ingegneria chiamarono docenti provenienti dalla scuola torinese di Ferraris.

Scrive numerose memorie di alto valore scientifico, su diversi argomenti di fisica e di elettrotecnica (tutte raccolte nel 1902 a cura dell’AEI nei tre volumi “Opere di Galileo Ferraris”). Vuole fermamente realizzare un Grande Trattato di Elettrotecnica basato su un rigoroso approccio fisico matematico nell’indirizzo di Maxwell. Ma la morte prematura ha consentito di pubblicare nel 1896 solo il primo volume dedicato ai campi vettoriali (“Teoria geometrica dei campi vettoriali”), testo che ancora oggi è attualissimo. Sono uscite postume le “Lezioni di Elettrotecnica dettate nel Regio Museo Industriale Italiano di Torino” (1899) tratte da alcuni manoscritti del professore e dagli appunti presi a lezione dagli allievi. Tali lezioni, pubblicate in più edizioni, sono state per anni un testo per lo studio universitario dell’elettromagnetismo puro e applicato.

Il suo impegno politico e la vita privata

Nel 1871 muore il fratello maggiore Adamo, Garibaldino e medico personale di Garibaldi, a Digione durante l’ultima impresa di Garibaldi contro i prussiani. Rimasto solo, viene raggiunto dalla sorella Angelina. Nel 1873 resta vedova l’altra sorella Teresa e Galileo si assume l’onere anche del sostentamento di lei e dei suoi cinque figli. I nipoti di Teresa al cognome Buzzi aggiungono in onore di Galileo ed Adamo il cognome Ferraris e Buzzi Ferraris è il cognome degli attuali discendenti della famiglia di Galileo Ferraris.

Partecipa attivamente alla vita pubblica. Dal 1887 è a lungo consigliere e assessore municipale di Torino ed è promotore e organizzatore dell’illuminazione pubblica (che dal 1886 iniziò a passare da gas a elettrica) e dell’elettrificazione dei tram di Torino. Nel 1895 viene eletto consigliere comunale anche di Livorno Piemonte. Era un appassionato di musica, pianista (leggeva a prima vista le partiture), wagneriano e frequentatore delle attività musicali torinesi, nel 1895 entra nel consiglio direttivo dell’Orchestra Musicale diretta da Arturo Toscanini.

E’ membro dell’Accademia dell’Agricoltura (dal 1880), dell’Accademia delle Scienze (1880), dell’Accademia Nazionale dei Lincei (1882) e socio corrispondente del Real Istituto Veneto di Scienze, Lettere e Arti (1889). Il 25 ottobre 1896 viene nominato senatore del Regno in riconoscimento dei suoi contributi scientifici e del suo prestigio internazionale. Nel discorso che tiene a Livorno in occasione della nomina a senatore dice: “Lasciate che la mia mente, fissando nell'avvenire, si bei nella visione di una generazione non ad altro intenta che al bene del comune paese, non più divisa da lotte di partiti personali, ma da lotte di idee, le quali non lasciano traccia di amarezze nell'animo, come l’uragano non lascia alcuna traccia nel cielo”. Entra in Senato una sola volta per il giuramento il 2 dicembre 1896.

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Luigi Firpo ha sostenuto che Ferraris non era portato per la politica ma auspicava un’Italia unita e federale; diffidava del socialismo ma aveva aderito alla Società Operaia della sua Livorno a cui non mancava di inviare contributi.

Il 7 febbraio 1897, a meno di cinquant’anni, Galileo Ferraris muore a causa di una pleuropolmonite. In quell’anno viene pubblicato il numero della rivista “L’Elettricità”, che riporta la sua nomina a presidente della nuova sezione AEI di Torino. Grande è il cordoglio in tutto il mondo e, in particolare, a Livorno e Torino, sua patria natale e patria adottiva.

Nel 1925 Livorno Piemonte prende il nome di Livorno Ferraris. Nella sua città natale è visitabile un Museo Sacrario dedicato a Galileo ed Adamo Ferraris realizzato in quella che è stata la loro casa. Sempre nel 1925, il grande industriale Edison lo ha definito “il più grande fra i grandi che al mondo hanno rivelato la bellezza della scienza elettrica”.

Piazza

Il 6 gennaio 1897 a Livorno in festa per la sua nomina a senatore, Galileo Ferraris con un memorabile discorso lascia intendere il suo testamento morale: “…Ed ora mi accogliete in mezzo a Voi per la seconda volta; mi accogliete dove io nacqui; ove dorme mia madre; ove dorme mio padre; ove riposa lo zio che a dividere le durissime tra cure paterne consumò, oscuro eroe, la vita; ove riposano le zie, dentro le quali parve che la madre mia, salendo al cielo avesse lasciato, per amore di noi bambini, la più bella parte dell’anima sua. E qui, ove l’aria che mi riempie i polmoni e quella stessa che mi aprì il petto al primo respiro, ove le cose che mi circondano sono quelle che suscitano dentro di me le prime idee, ove ogni cosa che vedo, ogni cosa che sento, porta gioie e primi dolori, qui il vostro applauso che mi ricorda quello che mi riempiva l’anima in un onda di voluttà, se accadeva che io vedessi sul volto di mio padre brillare per causa mia un raggio di contentezza…Lasciate che la mia mente, fissando nell’avvenire, si bei nella visione di una generazione non ad altro intenta che al ben del paese, non più divisa da lotte di partiti personali, ma da lotte di idee, le quali non lasciano traccia di amarezza nell’animo, come l’uragano non lascia alcuna traccia nel cielo. Il sole benefico fecondi i tuoi campi, o Livorno, i tuoi figli liberi e belli; sorrida su di essi, stella costante, Amore…”

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