Pagina 81 - Energia & Ambiente n.10

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n.10 maggio 2013
Rey (1853-1645) sulla velocità con cui si riesce
a raggiungere la massima temperatura di un
corpo scaldato con il calore solare concentrato
mediante una lente. Mersenne sosteneva
di essere stato in grado di accendere col
calore solare un corpo posto nel fuoco di una
lente del diametro di trenta centimetri. Nel
trattato del 1634, “Questions inouyes” nel 35°
problema Mersenne discute della possibilità
di costruire uno specchio il cui fuoco si trovi in
un punto qualunque, fino all’infinito - è sempre
l’ossessione di verificare se era vera la storia di
Archimede - e sostiene che è possibile purché
si trovi un materiale adeguato per la costruzione
dello specchio.
I forni solari
Poco dopo apparve il “Trattato di chimica”
di Nicolas Le Fevre (1615-1669) in cui sono
descritti esperimenti di trasformazione dei metalli
scaldati in forni solari: “I chimici hanno inventato
- scriveva nel 1660 - altre fonti di calore che non
costano niente, come quella del Sole concentrato
con specchi ustori, un fuoco magico differente
da tutti gli altri che sono distruttivi mentre
questo è moltiplicativo”, nel senso che alcuni
corpi, trattati in un forno solare, aumentavano
di peso, ”fuoco miracoloso, principe di tutte le
cose materiali”. Le Fevre costruì una lente del
diametro di circa un metro, ottenuta saldando
insieme, mediante colla di pesce, due pezzi
di vetro concavo e riempiendo di acqua
l’intercapedine. Il dispositivo è riprodotto anche
nel “Museum Museorum” di Michael Bernhard
Valentini (1657-1729), pubblicato a Francoforte
nel 1704. L’osservazione che il calore solare
concentrato si presta a trasformazioni
chimiche, come l’ossidazione di alcuni metalli
o la scomposizione di alcuni sali o ossidi, in
maniera ‘più pulita’ di quanto fosse possibile
con altre fonti di calore, è interessante perché
anche in tempi recenti spesso sono stati usati
forni solari per condurre reazioni chimiche
ad alta temperatura in modo da evitare le
contaminazioni che possono verificarsi con
altre fonti di calore.
Sull’onda delle osservazioni di Le Fevre si
moltiplicarono gli esperimenti sulle applicazioni
‘chimiche’ dell’energia solare concentrata con
lenti o specchi, una tecnica che portò alla
soluzione di alcuni fondamentali problemi. Fra
i numerosi studiosi che operarono in questo
campo va ricordato George Louis Leclerc, conte
di Buffon (1707-1788) il quale costruì vari forni
solari. Mentre in generale gli studiosi utilizzavano
specchi parabolici costituiti da un solo materiale,
un metallo opportunamente levigato, una
tecnica con cui era possibile ottenere specchi
di dimensioni limitate, Buffon ebbe l’intuizione
di costruire uno specchio a tasselli, costituito
da numerosi piccoli specchi piani, fino a 360,
disposti su una superficie parabolica. In un
primo esperimento, condotto il 10 aprile 1747 nei
Giardini del Re di Parigi, Buffon utilizzò un forno
costituito da 148 specchi piani, ciascuno di circa
16 x 22 centimetri, con una superficie riflettente
complessiva di 2 metri quadrati, montati su un
telaio di legno in forma parabolica; l’inclinazione
di ciascuno specchio poteva essere aggiustata
con delle viti in modo che riflettesse la radiazione
solare esattamente nel fuoco della parabola. Gli
specchi erano costituti da lastre di vetro ricoperte
posteriormente con amalgama di stagno. Buffon
riuscì ad accendere della legna a circa 50
metri di distanza e ne concluse che Archimede
avrebbe potuto incendiare le vele della flotta
romana con uno specchio solare se queste si
fossero trovate a circa 30-40 metri di distanza.
Con altri esperimenti Buffon riuscì a far fondere
del piombo e dello stagno a circa 40 metri di
distanza e dell’argento (la cui temperatura di
fusione è 1.044 °C) a circa 15 metri. Buffon
continuò gli esperimenti solari nel 1749-1750
con specchi quadrati di rame lucidato di 12 x 12
centimetri.
Tutto questo aveva destato una frenesia per la
costruzione e l’uso di lenti e specchi ustori.
Il boom della produzione degli specchi ustori
Per tutta la seconda metà del Seicento e
nel Settecento ci fu una gara internazionale
nel costruire specchi ustori per condurre
esperimenti, da mostrare e offrire in regalo o
vendere ai regnanti, per destare meraviglie
nei visitatori. Notizie sugli specchi e sulle
lenti ustorie si trovano nelle opere del gesuita
Athanasius Kircher (1602-1680) e del suo
ammiratore e allievo, il gesuita tedesco Gaspar
Lenti ustorie costruite da Tschirnhaus (metà del Settecento) Specchio di Tschirnhaus
Ehrenfried Walther v Tschirnhaus