Dall’armadio alla scatola: alcune considerazioni sulla storia della strumentazione scientifica

Nota: si ricorda che le opinioni espresse in questo blog non sono da ascrivere alla SCI o alla redazione ma al solo autore del testo

a cura di Luigi Campanella, ex Presidente SCI

Eccetto che per la fabbricazione delle bilance, la produzione e il commercio degli strumenti scientifici ebbero origine da un’ampia gamma di altre attività, quali l’orologeria, la tornitura, l’incisione e la fusione. Nel Rinascimento, infatti, un ristretto gruppo di coloro che esercitavano queste arti si dedicò alla fabbricazione degli strumenti, dando così origine a una manifattura specializzata. Fu questo un processo lento e l’associazione tra la fabbricazione degli strumenti e l’orologeria e, più in generale, la meccanica di precisione proseguì ben oltre il XVIII sec., poiché con esse la fabbricazione degli strumenti condivideva tecniche e conoscenze.

Alla fine del XVI sec. troviamo un numero minore di artigiani che fabbricano strumenti e che nello stesso tempo costruiscono orologi o macchine per l’edilizia di quanti ve ne siano all’inizio del secolo. Questa evoluzione è interna alla logica di un’espansione dell’attività e riflette probabilmente anche un generale ampliamento delle specializzazioni delle funzioni nella matematica applicata. Poiché un commercio fiorente richiede una domanda stabile. Durante il Rinascimento, in tutta l’Europa, uno dei maggiori successi della fabbricazione degli strumenti è proprio dovuto alla crescita della domanda con la produzione di strumenti semistandardizzati e con l’innovazione delle competenze necessarie per sviluppare strumenti particolari per ordinativi speciali.

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Sebbene ci siano pervenute alcune testimonianze sulle quantità delle partite prodotte, come, per esempio, quelle relative alla fabbrica di astrolabi di Georg Hartmann a Norimberga, è probabile che nel XVI sec., in laboratori più piccoli di quelli di Hartmann, di Christoph Schissler il Giovane o ancora di Walter Arsenius, noti produttori e studiosi di strumentazione del tempo, le scorte disponibili fossero molto inferiori, e che anche gli strumenti prodotti in serie fossero fabbricati solamente su ordinazione. Certamente ciò accadeva per gli strumenti di alta qualità sia proponenti nuove soluzioni tecniche e quindi ideati da uno studioso e costruiti con la collaborazione di un artigiano, sia ideati per essere presentati a un principe o a un personaggio autorevole e che quindi dovevano essere, oltre che tecnici, anche di valore ornamentale, simile a quello dei prodotti dell’oreficeria.

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Probabilmente Tobias Volkmer o Erasmus Habermel, che lavoravano per le corti di Brunswick e di Praga, ricevevano un maggior numero di richieste di questo secondo genere rispetto agli artigiani occupati nelle attività commerciali di tutti i giorni. Poiché tutti quelli che costruivano strumenti di alta qualità potevano entrare in rapporto con la alta società, se tale qualità era abbinata ad un valore estetico si capisce come in un primo tempo l’aspetto fisico e la dimensione di uno strumento fossero una questione di estetica o di finalità espositiva o di appealing. E’ stato solo con l’Illuminismo che la dimensione è divenuta il prodotto di un’esigenza scientifica. Lo spazio era cioè condizionato dalle componenti tecniche dello strumento. Gli “armadi” sono stati per lunghi anni il prodotto di componenti strumentali a grande occupazione di spazio. Con la rivoluzione del transistor e poi dei circuiti integrati, dei computer e dei robot le dimensioni si sono ridotte consentendo di giungere alla fase di portabilità dello strumento scientifico, tanto preziosa, in quanto con l’analisi in situ è consentito di risparmiare ed ottimizzare le risorse, evitando trasferimenti di campioni, a volte anche molto ingombranti, in più con il pericolo che durante il trasferimento il campione si alteri rendendo inutili tutte le spese sostenute nella missione di campionamento.

Alla luce di queste considerazioni generali possiamo entrare più nello specifico con riferimenti alla nostra disciplina.

Nell’analisi chimica distinguiamo una prima fase storica, rappresentata dalla Gravimetria (basata sulla misura di massa) e dalla Volumetria (basata sulla misura di volume su cui si fonda la titrimetria), ed una seconda fase storica rappresentata dall’Analisi strumentale. Alla base di questa è una relazione matematica definita fra l’intensità di un segnale e la concentrazione o quantità di una certa specie.

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Antica apparecchiatura per la produzione di azoto

I tipi di segnale utilizzati sono molti e diversi (corrente, potenziale, resistenza (conducibilità), proprietà dielettriche, assorbimento e emissione di luce, variazione di massa, ionizzazione, energia (calore) emessa o assorbita, intensità di colore, ed altri ancora).Anche nell’analisi strumentale possiamo individuare momenti significativi di innovazione rappresentati,come già si è accennato, da altrettanti scoperte: transistor, circuiti integrati, tele comando a distanza, robotizzazione.

I vantaggi derivanti dalla innovazione acquisita sono stati molteplici:

  • Disponibilità di Strumenti portatili
  • Campioni ultramicro (massa dell’ordine dei 10 -100 mg ed anche meno)
  • Non distruttività e non invasività dell’analisi

Anche la didattica è stata influenzata da questi elementi di innovazione, siamo infatti passati dalla trasparenza dell’armadio cioè dalla strumentazione modulare e disaggregata visibile ad occhio nudo in ogni sua parte alla completa oscurità delle scatole “nere” rappresentate dalla maggior parte delle odierne strumentazioni. Si è così rinunciato a vedere come funziona uno strumento nascondendone il congegno, togliendo una preziosa opportunità didattica per comprendere i principi del metodo analitico corrispondente.La trasparenza non è sempre sinonimo di semplicità: si tratta di una caratteristica costruttiva che nel tempo si è persa in una sorta di filosofia dell’imperscrutabile considerata spesso un marchio di prestigio e di fascino. Oggi le “scatole nere” sono il modello prevalente. Gli strumenti antichi, quindi preziose testimonianze ed efficaci supporti didattici, sono stati spesso sacrificati per motivi di disponibilità di spazio.Ne consegue l’importanza delle raccolte di vecchie strumentazioni e della loro catalogazione ai fini dello scambio fra istituzioni didattiche e della possibilità di reperire particolari modelli strumentali ai fini storico-disciplinari.

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CRA-RPS 1871 Roma

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UniSi

Un percorso dall’”armadio” alla “scatola nera” passa attraverso innovazioni tecniche (si pensi al passaggio dallo Spettrografo al Quantometro allo Spettrometro al Plasma; si pensi al passaggio dal Potenziostato/ Amperostato al Multistat; si pensi a misure complesse come quelle del TOC (total organic carbon) e riduzioni dimensionali medie (volumetriche e lineari) da ˃1m3 (dimensione lineare dell’ordine 1m) nel tempo si è progressivamente passati a 0,12 m3 (dimensione lineare 50 cm),

a 0,03 m3 (dimensione lineare 25 cm), a 0,001m3 (dimensione lineare 10 cm) fino agli attuali Portatili.

Non si può prima di concludere non fare un’ulteriore considerazione quasi a segnalare un’inversione di tendenza. L’aspirazione a strumenti sempre più completi e quindi anche più complessi ha innescato un processo di progressiva espansione delle dimensioni medie degli strumenti forse in attesa di un nuovo “inscatolamento”.

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E’ APERTA LA RACCOLTA DI FIRME PER LA PETIZIONE ALLA IUPAC per dare il nome Levio ad uno dei 4 nuovi elementi:FIRMATE!

https://www.change.org/p/international-union-of-pure-and-applied-chemistry-giving-name-levium-to-one-of-the-4-new-chemical-elements

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