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Stazioni stradali di carica per automobili elettriche

Da La Scienza per Tutti, Anno XXII – N. 10 – 15 maggio 1915

“Le automobili elettriche hanno avuto sinora scarso sviluppo perché al pregio incomparabile della regolarità silenziosa nel movimento univano gravi difetti, quali il peso dovuto agli accumulatori e sopratutto il rischio di trovarsi senza carica, e quindi immobilizzate in piena via, se obbligate da un bisogno o da un accidente ad allungare la strada oltre quella permessa dall’energia immagazzinata negli accumulatori che non si possono caricare con la stessa facilità con cui ci si procura un bidone di benzina.

Ecco ora che una casa costruttrice di Cincinnati Ohio, negli Stati Uniti, ha risolto la difficoltà; o almeno ha cominciato a risolverla. Come vi sono sulle vie, impiantati sui marciapiedi, degli avvisatori automatici d’incendio e dei posti telefonici, vi possono ben essere dei posti di carica. Piantata solidamente sopra una colonna, una scatola chiusa con una porta a vetro contiene dei piccoli pezzi di ricambio, delle lampadine, delle valvole, ed infine un attacco di corrente, la quale, mediante un filo rivestito, pure conservato nella scatola, può venire immessa negli accumulatori. Ad ogni posto di carica è addetto un sorvegliante che prende nota della quantità d’energia registrata dal contatore elettrico, e ne riscuote immediatamente l’importo, o segna il numero della vettura se questa è abbonata al servizio della casa.
L’energia fornita permette sempre alla vettura di effettuare un percorso di 8 a 32 chilometri in 10 a 60 minuti: abbastanza quindi per tornare a casa, secondo lo scopo per cui il servizio fu impiantato. Il prezzo di esso è tuttavia un po’ caro, per pagare i sorveglianti dei posti, e può solo giustificarsi col bisogno assoluto in cui si trovano talvolta le vetture: ma si pensa che, restringendo il servizio medesimo ai soli abbonati, fissando il loro canone periodico o di volta in volta alla media energia consumata, e munendoli di apposita chiave permettente ad essi soli di aprire le scatole dei posti, i sorveglianti potrebbero essere aboliti, ed il costo dell’energia venir ribassato al punto da indurre le vetture a servirsene anche normalmente e non solo in caso di bisogno.
Certo, l’attuazione d’un simile piano presenta difficoltà d’indole amministrativa e giuridica, anche per l’occupazione del suolo pubblico coi posti di carica e con le condutture sotterranee, nonché per gl’inconvenienti che alla viabilità deriverebbero da eccessivi stazionamenti di vetture. Ma è indubbiamente un primo passo in quella via dei «rifornimenti stradali» a cui sembra legato l’avvenire dell’automobilismo, specie dell’automobilismo elettrico, in modo che le vetture possano trovare ovunque, in città e in campagna, a distanze ragionevoli, ciò che loro abbisogna.”

Armi elettromagnetiche nella Grande Guerra

Vi propongo le traduzioni di due articoli dalla rivista americana The Electrical Experimenter, che trattano dei progetti di armi elettromagnetiche negli anni della Prima guerra mondiale. Un estratto da un articolo del novembre del 1915 che tratta principalmente l’aspetto tecnico, e uno del giugno del 1918 che riprende la parte tecnica, e approfondisce un po’ l’argomento applicato alla guerra.

L’arma elettromagnetica e le sue possibilità.
Estratto, tradotto e adattato da The Electrical Experimenter, Vol. III, N. 7, Novembre 1915:

“Mentre abbiamo avuto notizia di molte diverse tipologie di armi per ditruggere la vita durante l’attuale conflitto europeo in tutta la sua portata, probabilmente non ci sono molti di noi che si sono soffermati a pensare alle possibilità di una qualsivoglia invenzione che si affidi per sparare proiettili di grandi dimensioni attraverso lo spazio nientemeno che all’elettromagnetismo adeguatamente applicato a un arma o all’affusto di un cannone.
Sono stati inoltrati diversi brevetti di dispositivi di questo tipo, ma a nostra conoscenza nessuno di questi è mai stato adottato dalle potenze mondiali.

Nella figura 3 è mostrato il brevetto registrato da S. T. Foster, Jr., (No. 811,913) riguardo un’arma elettromagnetica. Questo brevetto è utile per avere una buona idea sulla struttura di questi dispositivi pensati per sostituire la moderna artiglieria attualmente in uso dalle potenze mondiali. Il signor Foster dispone una serie di potenti spire di potenti bobine elettromagnetiche lungo la canna non magnetica 11-12. Il proiettile magnetico fatto di ferro o acciaio è posizionato nella culatta a 11, alla distanza giusta per raggiungere il contatto elettrico 1. Quando questo contatto viene compresso dal proiettile esso attiva l’interruttore di esclusione 2, che comprime ed eccita la bobina magnetica 16. Il proiettile viene poi spinto in avanti elettromagneticamente fino a che non è in linea con la bobina 16, e simultaneamente attiva l’interruttore di esclusione 1, che apre il circuito alla bobina 15. In questo momento, parlando in generale, il proiettile scivolando in linea con la bobina 16 attiva l’interruttore No. 3 e questo chiude il circuito della bobina 17, dunque il proiettile è spinto in avanti in linea con quella bobina e la bobina 16 è esclusa dal circuito, facendo in modo che il contatto 2 si resetti automaticamente.

“Fig. 3. Arma elettromagnetica. Brevetto accettato a S. T. Foster Jr.”

Dunque si vedrà come il proiettile di ferro viene mosso attraverso la canna verso la bocca 12. L’operazione precedentemente descritta si ripete fino a quando il proiettile non raggiunge la posizione della bobina 23, e qui attiva l’interrutore di esclusione 10, che apre il circuito corrente. Nessun ulteriore spinta magnetica viene esercitata sul proiettile che può lasciare la bocca dell’arma con il suo proprio moto. L’inventore in questo caso sostiene che il proiettile si suppone che acquisisca velocità ripetutamente e successivamente nel suo movimento da una bobina a quella successiva. Questa disposizione per escludere le bobine durante il movimento del proiettile attraverso la canna lo ritroviamo in diversi altri brevetti e sembra essere una idea generale vista la maggior parte delle invenzioni in tale direzione.

Richiederebbe troppo spazio descrivere qui in dettaglio ogni ingegnosa deduzione matematica e ingegneristica citata nello splendido brevetto del professor Kristian Birkeland di Svezia. In questo brevetto (U. S. patent No. 754,637) egli pone l’attenzione su punti molto precisi riguardo lo sviluppo di un’arma elettromagnetica. Alcune delle considerazioni che vi sono sostenute, ipoteticamente e non, sono accennate qui sotto.

In primo luogo, è difficile creare un’arma elettromagnetica di dimensioni ordinarie che possa esercitare una spinta sufficiente sul proiettile per raggiungere gli effetti ora prodotti dalla tipologia dei moderni cannoni a carica esplosiva. Perciò questo inventore propone di disporre gli interruttori, eccetera, su quest’arma in modo che la corrente attraverso le bobine vi ci rimanga solo per una piccola frazione di secondo in qualsiasi situazione. Inoltre considerando il progetto ingegneristico che è regolarmente accettato per tali bobine magnetiche, egli propone non solo di passare una normale corrente attraverso la bobina, ma una corrente addirittura dieci volte, e oltre, più intensa, e in tal modo momentaneamente (per una frazione di secondo), una tremenda spinta magnetica può essere esercitata sul proiettile di ferro all’interno della canna. Egli sostiene inoltre (e questa è un’idea fondamentale) che per poter incrementare l’azione magnetica in una tale arma sia preferibile fare il proiettile di ferro avvolto in bobine magnetiche anziché di ferro soltanto.

Ulteriori diagrammi tracciati nel brevetto del professor Birkeland trattano la disposizione per cui sia possibile aprire il circuito della bobina magnetica senza produrre alcuna scintilla all’apertura dei contatti. Questo viene ottenuto traendo vantaggio dal fatto che il proiettile in movimento nella canna induce correnti elettriche nelle bobine magnetiche e nell’isante in cui questa corrente indotta è approssimativamente uguale alla corrente che scorre attraverso la bobina e che, ovviamente, passa attraverso la bobina in direzione opposta alla corrente normale, allora l’interruttore di esclusione viene attivato senza scintille allo stesso modo.

Egli prosegue dicendo: “Riguardo le dimensioni che potrebbero essere date alle armi costruite secondo la mia invenzione, potrebbe essere utile fare questo esempio: per lanciare un proiettile di ferro del peso di due tonnellate e contenente un migliaio di libbre di nitro-gelatina a una velocità iniziale di un migliaio di piedi al secondo, io propongo l’uso di un’arma di lunghezza di circa 90 piedi, con il proiettile di circa nove piedi di lunghezza e avente un diametro di circa 19 pollici. I solenoidi dell’arma possono essere di cavo quadrato, ognuno dei solenoidi può contenere settecentoventi spire per una resistenza totale di 15 ohm. La lunghezza di ogni solenoide è fatta di circa tre ottavi di un pollice e l’altezza (dimensione radiale) di circa otto pollici. Con una forza elettromotrice di tremila volt questo assicura una corrente di duemila ampère. Se la corrente è prodotta simultaneamente in tutti i solenoidi (ci saranno circa tremila solenoidi elementari), questo richiederà in totale seimila ampère, e l’attrazione che agirà sul proiettile sarà di circa duemila e cinquecento libbre per pollice quadrato nell’area trasversale del proiettile. Un calcolo mostra che quando viene sparato un colpo la corrente dovrebbe essere introdotta un settimo di secondo prima dello sparo. Il proiettile verrà dunque liberato, e passerà nella canna in un quinto di secondo. La corrente attraverserà il solenoide più esterno per circa un terzo di secondo. Se, comunque, si usa una configurazione nella quale i gruppi di solenoidi non sono eccitati tutti in un colpo solo a meno della metà della corrente usata per lo stesso effetto, la produzione di calore nei solenoidi più esterni sarà ridotta.”


L’arma elettromagnetica da 100 miglia.
Articolo tradotto e adattato da The Electrical Experimenter, Vol. 6., N. 2, Giugno 1918.

“Che cannoni !!! Questo è ciò che si dice in questi giorni, in cui i teutonici sono riusciti a sparare proiettili esplosivi da nove pollici verso il cuore di Parigi da un mostruoso cannone dislocato ad una distanza di 76 miglia , al sicuro dietro le linee tedesche. Il bombardamento di Parigi ebbe inizio con questi due super-cannoni, che furono prontamente localizzati, da osservatori su aeroplani alleati, situati nella foresta di St. Gobain, a ovest di Laon. I primi proiettili colpirono ad intervalli di circa 20 minuti e causarono coniderevoli danni agli edifici, ma causarono relativamente poche vittime. Sulle prime si pensò che fossero stati impiegati di “aerei bombardieri”, che avessero volato ad altituini molto elevate diciamo tra i 25.000 e i 30.000 piedi, i quali, se adeguatamente mimetizzati, avrebbero eluso l’avvistamento da terra. Quando gli esploratori alleati localizzarono i giganteschi cannoni, comunque, divenne evidente che gli scaltri tedeschi avevano concepito e messo in opera un altro spettacolo psicologico in grande stile nella forma di un arma che effettivamente fosse in grado di bombardare Parigi dalle loro linee. La gittata più lunga fino ad allora ottenuta con cannoni da 16 e 18 pollici per la difesa navale e costiera era nell’ordine delle 25 miglia. Gli esperti militari hanno dimostrato, che sarebbe stato possibile costruire un efficiente trasporto per cannoni da 16 pollici in grado di assorbire il rinculo di una tale tipologia standard di arma e di garantire 43 gradi e mezzo di elevazione, poi si sarebbe potuto sparare i suoi proiettili a una distanza tra le 50 e 60 miglia! Per sparare con il cannone da 76 miglia che bombardò Parigi è stato calcolato un costo, per ogni colpo, di circa 5.000 dollari.


“Questa illustrazione mostra chiaramente la grande altitudine ottenuta da un proiettile da 76 miglia, circa 18 miglia. Il proiettile incontra solo una piccola frazione della resistenza dell’aria negli strati superiori più rarefatti di quanta ne incontrino i proiettili negli strati d’aria più bassi e densi.”

Un rapporto da Ginevra, Svizzera, contiene un’affermazione che il Tenente Generale von Koline, una autorità militare e ispettore dell’artiglieria, ha rilasciato a una rivista della quale è editore contenente dettagli ulteriori riguardo i cannoni a lunga gittata con i quali si è bombardata Parigi. Egli dice che essi sono lunghi 20 metri. Che i proiettili vuoti pesano 150 chilogrammi- Il proiettile raggiunge un’altezza di 30 chilometri e scende dal cielo sul suo bersaglio come una meteora.
Fate riferimento all’illustrazione allegata che mostra la traiettoria del proiettile e come questi attraversi l’aria altamente rarefatta incontrata a tali altitudini; la pressione dell’aria a questa altezza varia da una frazione di un oncia a diverse once per pollice quadrato, riducendo in tal modo la resistenza opposta dall’aria al proiettile nel suo volo attraverso di essa, che possiede una densità di molto superiore a livelli più bassi; la pressione dell’aria al livello del mare è di 14.7 libbre per centimetro quadrato. Persino un tradizionale arma pesante a lunga gittata d’ordinanza come viene usato oggi spreca parte dell’energia data al proiettile durante il contrasto contro la resistenza dell’aria; il proiettile medio viaggia diciamo a 2 miglia come altitudine massima, per esempio. Ora, a 2 miglia la pressione dell’aria è ancora piuttosto elevata, essendo di 9.8 libbre per centimetro quadrato.

Il generale von Ruhe inoltre dice che servono circa tre minuti per ogni colpo perché raggiunga la sua destinazione. La maggiore difficoltà che si incontra nel tentativo di aumentare la gittata fu superata spedendo il proiettile abbastanza in alto da fargli attraversare l’aria rarefatta.

Tutto il segreto del fuoco di un cannone di tale gittata sta nell’eliminazione o la attenuazione della resistenza atmosferica, e quindi sarà il caso di approfondire questo argomento dell’aria rarefatta negli strati superiori dell’atmosfera. L’illustrazione che mostra la traiettoria del proiettile da 76 miglia ci da anche una chiara idea della struttura dell’atmosfera che circonda la terra. lo spessore di questo viluppo atmosferico è stato variamente stimato dalle 30 alle 50 miglia. Ricerche moderne hanno indicato che l’atmosfera della terra potrebbe essere principalmente divisa in due porzioni, – una porzione più bassa o troposfera, come illustrata, nella quale la composizione chimica in percentuale rimane tollerabilmente uniforme, dato che il miscuglio meccanico dei suoi gas è mantenuto dai venti e dalle correnti convettive; ma la pressione e la temperatura, comunque, crollano come saliamo più in alto; e una seconda o più elevata regione, la stratosfera che inizia all’altezza di circa 10 miglia, quando la temperatura cessa di scendere e diviene quasi costante per un’ulteriore sconosciuta altitudine. La regione più bassa della troposfera è lo strato delle nubi e del vapore acqueo. Sopra la linea delle 10 miglia, nella stratosfera, l’atmosfera è in uno stato di calma perenne, i gas che la compongono si dispongono da soli in ordine di densità. Le regioni più in alto sono composte interamente di gas leggeri come idrogeno ed elio.

Oltre le 45 miglia l’aria diventa così rarefatta che non ha peso apprezzabile. Di qui gli sforzi dei progettisti dell’artiglieria pesante per costruire un cannone che possa fare fuoco ad un angolo che dia la massima gittata o 43 gradi e mezzo, e che dunque proietti rapidamente il colpo negli strati altamente rarefatti dall’alta atmosfera.

Si sono avuti un certo numero di progetti di potenti cannoni elettromagnetici portati avanti da diversi inventori negli ultimi 15 anni. Uno di questi cannoni elettomagnetici, qui rappresentato, fu descritto in dettaglio nel nostro numero di novembre del 1915. Esso ha una gittata possibile tra le 90 e le 100 miglia quando correttamente realizzato ed alzato a un angolo massimo di 45 gradi. Il principio del cannone elettromagnetico si comprende meglio facendo riferimento al disegno qui mostrato. Il professor Kristian Birkeland, inventore del gigantesco cannone a solenoide menzionato (il suo brevetto è datato 15 marzo 1914) ha condotto un semplice esperimento per provare che il suo progetto è sia realizzabile che pratico. Questo esperimento fu eseguito con una bobina o un singolo solenoide magnetico del peso di circa 24 libbre, e delle dimensioni date nello schizzo. Ecco cosa trovò: con una corrente di 230 ampère fatta scorrere attraverso il solenoide, la barra di ferro fu risucchiata e propulsa con una spinta magnetica di 170 libbre. Il calore generato nella spira alla fine di un secondo non si rivelò particolarmente elevato ma se il solenoide avesse resistito in sicurezza una corrente altrettanto intensa per un decimo di secondo, in quel caso la forza agente sulla barra sarebbe stata di 1700 libbre per pollice quadrato. Se invece di una barra di ferro si usasse un corpo composto di bobine attraverso le quali si faccia scorrere una corrente, l’aspirazione magnetica del solenoide sarebbe aumentata grandemente, indica il professore Birkeland.

“Questa illustrazione mostra un potente cannone elettromagnetico di 90 piedi, capace di proiettare un fiume di proiettili da 19 pollici, ognuno contenente una carica di esplosivi ad alto potenziale. Sarebbe silenzioso e non produrrebbe fumo, oltre a essere abbastanza maneggevole da permettere il suo trasporto da un luogo ad un altro con poco preavviso. Non ci sarebbe usura o lacerazione alcuna su questo cannone come invece avviene ora con il cannone che usa cariche esplosive per espellere il proiettile dalla canna. Questo fu descritto per la prima volta su questo giornale nel novembre del 1915.”

Come spiegazione introduttiva di riferimento si può considerare uno dei piccoli disegni qui inclusi, che mostra un semplice cannone elettromagnetico con tre bobine, e senza dubbio il lettore sarà così in grado di comprendere, con l’aiuto delle didascalie esplicative, come i vari inventori dei cannoni elettromagnetici intendono sparare i loro proiettili in direzione del nemico con rapidità e accuratezza sorprendenti.

Per dovere di semplicità, possiamo considerare che solo 3 bobine magnetiche siano impiegate come 1, 2 e 3 per la lunghezza della canna. Si potrebbe dire che invariabilmente tale canna dovrebbe avere una corsia interna di rame o bronzo, di modo che il proiettile che è solitamente fatto di materiale magnetico (come ferro o acciaio), non sia a contatto con la canna. La canna adatta può essere fatta di ferro appropriatamente suddiviso, ma una canna interamente in rame è comune. Ora consideriamo che le tre bobine magnetiche, 1, 2 e 3, siano connesse a un interruttore come mostrato. Se, dunque, un proiettile di ferro viene posto nella posizione A, e la corrente fatta fluire attraverso la bobina 1, il campo di forza elettromagnetico prodotto nella canna tenderà a spingere il proiettile in avanti lungo la direzione della freccia. Occorre menzionare prima di proseguire oltre che la canna di ferro (se usata) del cannone o dell’arma è divisa in diverse sezioni distinte di modo da localizzare e intensificare la spinta magnetica sul proiettile a ogni nuovo impulso.

Quando il proiettile ha raggiunto la posizione della bobina 1 l’interruttore di controllo viene azionato di modo da escludere la bobina 1 e collegare la bobina 2 al circuito. Se questo viene fatto velocemente il proiettile sarà risucchiato in linea con la bobina 2. L’operazione viene ripetuta ancora e l’interruttore sarà spostato di modo che la bobina 3 verrà messa in circuito e le bobine 1 e 2 aperte. Quindi il proiettile sarà ulteriormente spinto in avanti verso la sezione 3, e nell’istante in cui raggiungerà il centro dell’ultima bobina la corrente sarà interrotta e il momento acquisito dal proiettile sarà mantenuto fino alla bocca dell’arma in B.

In una di queste illustrazioni è mostrato un probabile sviluppo di una grande arma campale elttromagnetica montata su un enorme struttura di ferro equipaggiata con grandi ruote cingolate, come osservato, in maniera che sia mobile quanto basta per essere dislocata velocemente da un posto all’altro sul campo di battaglia o per compiti di assedio. Quando utilizzata come requisiti di portabilità sarà invariabilmente necessario, se tali tipi di armi saranno mai adottate, provvedere un completo impianto per generare energia eletrica come mostrato nell’immagine. Questo dovrebbe comprendere un potente motore a benzina direttamente connesso a una dinamo elettrica adatta.

“Questa mappa illustra geograficamente quali danni un’arma elettromagnetica da 100 miglia, come qui descritta, potrebbe causare da una posizione prestabilita: “Staten Island” – il centro di fuoco qui prescelto.”

Qualche idea delle possibili dimensioni di tali armi possono ottenersi quando si considera che uno dei migliori progetti mai ideati su questo principio, dovuto al Prof. Birkeland, ha una canna di 90 piedi di lunghezza. I proiettili usati per quest’arma sarebbero lunghi circa 9 piedi e avrebbero un diametro di 19 pollici. Inoltre per ottenere la massima spinta magnetica per questa soluzione è raccomandato che il proiettile sia avvolto in spire di cavi per potersi rivelare elettromagneticamente reattivo in congiunzione con le regolari spire magnetiche a disco posizionate lungo la canna dell’arma così concepita. Si stima che i proiettili dovrebbero lasciare la canna dell’arma ad una velocità valutata in 4.000 piedi al secondo. Per poter facilitare il passaggio del proiettile attraverso la canna dell’arma con il minor attrito suggeriamo caldamente che venga assicurata un’adeguata lubrificazione con grasso o coppe dell’olio posizionate lungo la canna a certi intervalli; queste si possono osservare nella nostra illustrazione.

Va ricordato che queste armi non si surriscalderebbero a un livello apprezzabile e comunque non ai livelli del calore prodotto nelle armi moderne ad alto potenziale che usano cariche di polvere esplosiva. Per questo motivo e per altre ovvie ragioni una tale arma può sparare un gran numero al minuto di proiettili di grosso calibro, probabilmente dai 50 ai 75 proiettili in un minuto.
Per quanto sopra si vedrà che una tale scarica di proiettili di 19 pollici da 2 tonnellate, ognuno dei quali contiene 1.000 libbre di polvere altamente esplosiva potrà servire a mettere rapidamente in rotta il nemico, non importa quanto bene possa essersi trincerato o messo al sicuro dietro argini fortificati. Una pioggia di tali mostruosi proiettili potrebbe radere al suolo quasi ogni fortificazione che fosse naturale o costruita dall’uomo.

Nell’illustrazione di quest’arma elettromagnetica è suggerita una soluzione per consentire una fornitura costante di proiettili per il tiro rapido che possa essere sempre mantenuta davanti alla culatta aperta dell’arma. I proiettili possono essere issati con un motore a benzina e correre sulla piattaforma alla sinistra e poi fatti di scivolare per gravità giù lungo il canale inclinato. Non appena uno dei proiettili viene risucchiato nella culatta della canna dell’arma è seguito da un altro subito dopo in successione. È facilmente possibile disporre di mezzi per poter sparare i proiettili a una certa distanza l’uno dall’altro, rispetto al tempo, come ovviamente si ritenga opportuno. La corrente elettrica allimentata attraverso le bobine lungo la canna dell’arma può venir controllata tramite un interrutore azionato dall’uomo che punta l’arma e che può essere dislocato vicino alla culatta del mostro, come indicato nella nostra illustrazione.


La seconda grande arma elettromagnetica illustrata nei disegni è un progetto suggerito dal signor Paul T. Kenny, un ingegnere elettrico di New York. Il principio di base del progetto è simile a quello del professor Birkeland, nominalmente, per quanto riguarda l’applicazione di una intensa corrente elettrica alle bobine magnetiche che circondano la canna dell’arma per una frazione di secondo, o in altre parole per creare un’enorme suzione magnetica che agisca sul proiettile prima che le bobine magnetiche abbiano avuto tempo di surriscaldarsi; tempo che è uno dei fattori che comunque in ogni caso controllano l’aumento di calore. Più breve il tempo durante il quale la corrente è attiva, minore la quantità di calore prodotto. Dunqe diviene possibile sovraccaricare le bobine sull’arma magnetica dalle 10 alle 12 volte la loro normale capacità di carico di corrente, e come indicato prima si può quindi realizzare un incremento corrispondente in termini di forza del campo magnetico prodotto.

“L’idea di base sulla quale l’arma elettromagnetica opera può essere prontamente compresa da questa vista in sezione di tale mostro. Le spire magnetiche aspirano il proiettile in avanti a velocità sempre crescente.”

Il signor Kenny dice di aver offerto il progetto al Governo degli Stati Uniti nel 1908, e di essersi offerto di provare a sparare un proiettile a novanta miglia di distanza, da New York a Philadelphia, per provare ciò che si sarebbe potuto fare, ma la sua offerta fu rifiutata, sul terreno del “non è appropriato”. In seguito il signor Kenny si recò a Berlino, dove fu affiancato all’Ambasciatore Gerard, e nel 1913 sottopose la sua invenzione alle autorità militari germaniche. Queste ultime riconobbero la praticabilità e gli chiesero di supervisionare la costruzione di uno dei terrori della guerra nelle officine Krupp a Essen. Pressanti incombenze interferirono e il signor Kenny, lasciandosi alle spalle il secreto della sua terribile arma, ritornò negli Stati Uniti. Egli è fiducioso che i teutonici possano avere in preparazione o che abbiano già utilizzato un cannone elettromagnetico di grandi dimensioni costruito secondo il progetto che egli suggerì al tempo.

Il signor Kenny da la seguente descrizione della propria invenzione:
“L’arma stessa è un enorme imbuto in acciaio a forma di telescopio lungo dai 200 ai 300 piedi, aperto su ambedue i lati e supportato da puntelli in acciaio utilizzati per la costruzione dei ponti di modo che l’estremità più larga, che è la bocca dell’arma, sia elevata e mobile. Questo imbuto non si avvicina neanche al peso di un’arma da 16 pollici, non c’è tensione su alcuna parte di essa durante lo sparo eccetto quella del solo proprio peso.
“Quest’arma è avvolta dalla culatta alla bocca con bobine di cavi, attraverso le quali può passare corrente elettrica prodotta da una dinamo. Le bobine alla culatta sono fatte di cavi molto sottili capaci di produrre una forza elettromagnetica pari a 5 cavalli vapore. I successivi gruppi di bobine sono di cavo più pesante per poter consentire il passaggio di correnti più potenti, e così in progressione la forza delle bobine aumenta fino alla quindicesima bobina presso la bocca che potrebbe possedere una forza di spinta di 83.920 cavalli vapore!

“Il proiettile, che è costruito in modo che l’azione della forza magnetica esercitata su di esso lo faccia ruotare senza la necessità di rigare la canna, viene introdotto nella culatta. La forza della corrente nella prima bobina lo lancia in avanti, e il proiettile stesso chiude la connessione con un interruttore posizionato nel foro. Esso passa sotto l’influenza della bobina successiva, con momento già incrementato – e così via sino a che l’ultima e più grande spinta in avanti gli arrivi dalla bobina che possiede 83.920 cavalli vapore. Con una terrificante velocità di uscita il proiettile dunque solca la sua alta traiettoria verso l’oggetto da distruggere.


La mappa illustrata mostra la paurosa gittata di uno di questi cannoni elettromagnetici da 90 a 100 miglia. Potrebbe, se posizionato su Staten Island, nella baia di New York, bombardare Atlantic City, Philadelphia, Camden, Poughkeepsie, New Haven, e centinaia di città a distanze intermedie, come Trenton, New Brunswick, Elizabeth, ecc. Il giorno di un’arma elettromagnetica da 100 miglia potrebbe essere non solo vicino, ma decisamente presente. I teutonici tengono ben custoditi i loro segreti.”

La sensibilità nervosa delle piante

Da La Scienza per Tutti, Anno XXI – N. 8 – 15 aprile 1914

“Posseggono le piante un sistema nervoso? Prima di rispondere a una simile domanda, è bene formarci un’idea esatta sulla funzione dei nervi, consistente nel trasmettere le eccitazioni da un punto all’altro, per mezzo di certe fibre conduttrici. In questo modo, l’organismo entra in rapporto con l’ambiente che lo circonda: ad esempio, lo stimolo che dall’esterno colpisce la retina, produce un impulso nervoso che giunge al cervello lungo il nervo ottico, e genera nel cervello stesso un altro impulso di reazione alla sensazione luminosa. Invece di terminare al cervello, il nervo può condurre ad un muscolo contrattile; in tal caso l’impulso si tradurrà in un movimento.

“Fig. 1. – Eccitamento dei loombi di una rana e delle foglie della Mimosa: a sinistra, prima dello stimolo; a destra, dopo lo stimolo.”

In fisiologia si dimostrano generalmente le caratteristiche degli impulsi nervosi, servendosi d’un organo isolato, contenente dei nervi e dei muscoli; sopratutto si esperimenta sul nervo sciatico della rana, disseccato assieme ai muscoli lombari, che possono riacquistare una specie di vita artificiale e sensibile durante parecchie ore. Infatti, se un punto qualsiasi del nervo è stimolato con una scossa meccanica od elettrica, l’eccitazione si propaga subito sino al muscolo, e si vede quest’ultimo rispondere, contraendosi. Ora, questo fatto non sembra molto dissimile da quello che si verifica in certe piante sensitive, come la cosidetta Mimosa; anche qui uno stimolo applicato al fusto si trasmette agli organi mobili, generando un cambiamento nella loro posizione. Il punto della Mimosa in cui la sensazione si rivela, è dove il gambo delle foglie si riattacca al fusto: la nostra fig. 1 dimostra appunto, nelle sue due parti a (stato di riposo) e b (stato di eccitamento), come il medesimo stimolo applicato ai punti N e N”, produca nella rana una contrazione negli arti posteriori, e nella Mimosa l’abbassamento delle foglie.
Tuttavia, non è facile andare oltre questa analogia di effetti esterni, che non ci dice nulla sulle sue cause intrinseche. Il tessuto conduttore della pianta è troppo immedesimato al suo fusto, perchè sia possibile isolarlo: solo dalla felce si potè disseccare qualche tessuto fibroso che ha proprietà conduttive. Inoltre, uno dei più stimati fisiologisti odierni, Pfeffer, ha creduto stabilire che nelle piante non si riscontra nulla di simile al sistema nervoso, almeno, nelle forme comuni agli animali. La sensibilità della Mimosa sarebbe dovuta ad un’azione puramente idro-meccanica, e non ad una vera e propria trasmissione a distanza.

“Figg. 2 e 3. – Trasmissione idro-meccanica : propulsione d’uno stantuffo scorrente in un tubo di gomma contenente acqua, ottenendo premendo sul tubo.”

Anzi, questa ipotesi è già servita a spiegare molti fenomeni, proprii alle piante sensitive. Si suppone che il loro tessuto agisca come un tubo di gomma pieno d’acqua, in modo che una pressione esercitata sul tronco si propaga, pel movimento stesso del liquido, agli organi mobili. La trasmissione dell’impulso nervoso è invece profondamente diversa, consistendo nel passaggio da una molecola all’altra del movimento prodotto dalla sensazione. I nervi sono infatti considerati come composti di cellule collegate e capaci di una grande mobilità: lo stimolo iniziale non è altro che una condizione di squilibrio generata nella cellula che lo riceve, e che tende a riacquistare l’equilibrio, riversando in certo modo il disturbo su quella vicina. La maggiore e minore mobilità e la sensibilità che ne deriva, spiegano i fenomeni della vita nervosa animale, e a loro volta ne dipendono: nello stato di piena vitalità ed in circostanze favorevoli, la mobilità delle cellule raggiunge un massimo, che non può superarsi se non con stimoli eccessivi o per via di sensibilità morbose; nei casi di depressione, di rilassamento, o peggio, di paralisi, la mobilità diminuisce, e può ridursi a zero, producendo la morte. Così una temperatura moderata accelera il propagarsi ed aumenta l’intensità delle impressioni; il freddo e la fatica ottengono l’effetto contrario; e gli anestetici sospendono addirittura ogni sensibilità — quando non sono veleni che la distruggono per sempre assieme al tessuto conduttore.
Si comprende ora l’enorme differenza che intercede fra tutto ciò e il semplice movimento dell’acqua in un tubo; movimento che può variare secondo le posizioni e la forma del recipiente — (le quali sarebbero anch’esse immutabili nelle piante) —; ma che è quasi insensibile agli sbalzi della temperatura ed alle circostanze esterne in generale; che si mantiene qualunque sia il liquido contenuto; e sopratutto che non ha coscienza nè potere di frenarsi o comunque reagire su se stesso, od ubbidire ad impulsi volitivi. Si può dunque riassumere in teorema che quando i cambiamenti fisiologici influenzano la trasmissione degli stimoli, essa ha un carattere nervoso; in caso contrario, ha un carattere puramente meccanico.

“Fig. 4. – Disposizione per esperimentare la durata del periodo latente e la velocità di trasmissione, applicando la corrente in B od A, più o meno vicine al bulbo P, o variando la conduttività con l’agente esterno G.”

Non tutti però i sostenitori della sensibilità nervosa delle piante accettarono le conclusioni sopra citate del Pfeffer; anzi, il criterio di distinzione or ora esposto fu adottato per nuovi esperimenti. Si dimostrò da una parte che il cloroformio è impotente ad impedire la propagazione dello stimolo nella Mimosa, arguendosi che non si tratta di nervi od altri sistemi equiparabili; dall’altra parte si oppose che l’inazione del cloroformio era dovuta alla sua mancata penetrazione nell’interno, invece di agire inutilmente sulla superficie. Si provò allora con dodici altri differenti metodi, fra cui i due principali parvero rivelare un’analogia fra gli animali e le piante, dando nuovi aspetti al controverso problema. Le ricerche furono appuntate, come sempre, sulla Mimosa, allo scopo di verificare: 1.° se i cambiamenti fisiologici alterano la rapidità nella trasmissione dell’impulso; 2.° se l’impulso può essere arrestato o indebolito coi mezzi usati a tal fine per gli animali. È ovvio che, dimostrato questo, la sensibilità nervosa di certe piante non presenterebbe più alcun dubbio.

“Fig. 5. Periodo latente in due esperienze successive a 100 vibrazioni per secondo.”

Le esperienze si risolvettero così in un’accurata misurazione della rapidità con cui gli stimoli si trasmettono e rivelano una sensazione, variando le condizioni fisiologiche e fisiche del soggetto e dell’ambiente. Un pezzo di tessuto vegetale, come si vede nella fig. 4, è incastrato, nel suo punto centrale C, in una scatola in cui si può variare la temperatura o introdurre un anestetico, Per ottenere uno stimolo istantaneo, si usa una scossa elettrica, condotta dai due fili situati al punto B, vicino all’attacco del ramoscello sul fusto, oppure da due altri fili situati in A, più lontano. Un minimo di tempo sarà sempre necessario perchè lo stimolo metta in moto gli organi interni, qualunque sia la loro natura, e perchè si propaghi all’organo mobile; un altro margine di tempo è necessario perchè l’organo possa percepirlo e rispondere. Questo ultimo intervallo fu chiamato «periodo latente»; e siccome poi l’intervallo totale differisce secondo che la scossa è applicata in A o in B, cioè più lontano o più vicino all’organo mobile (il bulbo), si arriva a determinare la velocità con cui si trasmette nella pianta. Basterà dopo applicare l’agente esterno C — fisico o fisiologico — per verificare le eventuali variazioni.

“Fig. 6. Periodo latente a 200 vibrazioni al secondo.”

Senonchè queste variazioni devono essere così minime, data la torpidezza della vita vegetale, che difficilmente l’uomo potrebbe constatarle, se non per mezzo di strumenti delicatissimi capaci sia di misurare, che di lasciare un’impronta grafica dei risultati. Il mezzo più semplice e che prima si presenta, è quello di attaccare con un filo una foglia di Mimosa ad una leva V (fig. 8) che porta ad angolo retto un’asticciuola W, con la punta curvata e rivolta verso una lastra mobile affumicata di vetro G, sulla quale si posa ad intervalli regolati da un movimento d’orologeria.

“Fig. 7. Influenza del calore sulla velocità.”

Quando la punta raggiunge sulla lastra la posizione a, indicata da una freccia nella nostra figura, si stabilisce, mediante qualche disposizione accessoria, un contatto elettrico momentaneo fra le due aste metalliche R e R’; in modo che la corrente prodotta dalla pila E, e circolante nel rocchetto interno P, ne genera un’altra di maggior tensione in quello esterno S, che lancia una scossa nel punto A del gambo della foglia. Dopo un certo periodo, si vede questo cadere: ma durante l’intervallo, la punta traccia una linea punteggiata ab. Quando poi la caduta del gambo abbassa la leva V, la direzione della linea si sposta, ed assume quella di bc; ma intanto, si è fissato il tempo occupato dalla propagazione dello stimolo nel gambo dal punto A all’attacco B, più il periodo latente necessario perchè l’organo mobile percepisca lo stimolo e vi risponda. Sottratto quest’ultimo, (dopo averlo trovato come nella fig. 4, applicando la scossa direttamente in B), e conoscendo quante volte la bacchetta W si posa sulla lastra per ogni secondo, è facile trovare la velocità della trasmissione.

“Fig. 8. – Schema del registratore elettrico con quadro mobile pel tracciamento automatico del diagramma.”

Naturalmente, data la piccola forza sviluppata dalla Mimosa nei suoi movimenti sensitivi, è indispensabile, per non incorrere in errori enormi o non ottenere alcun risultato, costruire l’apparecchio in modo da presentare una minima resistenza alle segnalazioni. Ma siccome ciò è difficile, essendo abbastanza complicato, si ricorre ad un altro sistema, fondato sul principio della risonanza delle onde sonore. È noto infatti che se due strumenti a corda sono perfettamente intonati insieme, ogni nota tratta dall’uno si ripercuote e riproduce nell’altro, grazie alle cosidette «vibrazioni di simpatia».

“Fig. 9. – Velocità di trasmissione a 10 punti per secondo, in condizioni normali.”

Si potrebbe ora intonare l’asticciuola elastica V (fig. 14) destinata a scrivere sul piano mobile G su cui posa normalmente, con la corda G, in guisa da generare un identico numero di vibrazioni per secondo. Se la corda vibra, la punta non rimarrà in continuo contatto con la lastra di vetro, ma traccerà una linea interrotta. Per intonarla, basta stabilire conveniente la lunghezza della bacchetta V, dall’estremo fisso a quello libero: allora, se la linguetta produce cento vibrazioni al secondo, l’intervallo fra l’uno e l’altro punto scritto sul quadro, sarà d’un centesimo di secondo. In questo modo, non solo si evitano i disturbi dell’attrito che può essere considerevole, ma il registratore indica il tempo direttamente: sempre supponendo che il quadro G si muova dall’alto in basso, ad una velocità fissata, come del resto anche nell’apparecchio precedente.
Nei diagrammi così ottenuti, e riprodotti nelle figure 5, 6, 7, 9, 10, 11 e 12, il momento dell’impulso è segnato da una sbarra verticale. Si verifica che il periodo latente è brevissimo: corrisponde nel primo diagramma (fig. 5) a 10,9 spazi d’un centesimo di secondo l’uno: è quindi di secondi 0,109.
Le due linee rappresentano due esperienze consecutive, le quali diedero due risultati meravigliosi per la loro identità. Con un soggetto più sensitivo, e intonando il registratore a 200 vibrazioni invece di 100, si ebbe nel secondo diagramma (fig. 6) un periodo latente rappresentato da punti 14, 5 distanti fra loro secondi 0,005, cioè un totale di secondi 0,0725. Come si vede, dividendo in decimi lo spazio fra un punto e l’altro, vi è qui il mezzo, oltre tutto il resto, di misurare i millesimi di secondo!

“Fig. 10. – Influenza del freddo sulla velocità.”

La velocità di trasmissione è registrata nel diagramma di cui alla fig. 9 ove i punti successivi sono separati da soltanto un decimo di secondo, per ridurre proporzionalmente la lunghezza della linea dovuta al periodo latente: infatti la linea superiore, ottenuta applicando direttamente lo stimolo all’organo sensibile, diverge subito al secondo punto. Le due linee inferiori rappresentano una distanza di 30 millimetri lungo il gambo della foglia, percorsa in secondi 1,5; la velocità è dunque di 20 millimetri per secondo. Essa è minore di quella manifestata dagli animali superiori a sistema nervoso perfezionato; ma è maggiore di quella degli animali inferiori, che hanno organi rudimentali di senso e di trasmissione. La Mimosa sarebbe dunque una media; quanto alla durata del periodo latente, essa può discendere in certi soggetti vegetali sensitivi ad appena sei volte quella di una rana in piena vitalità, valutata 0,01.

“Fig. 11.”

Gli esperimenti più interessanti furono però quelli che riguardavano la controversia fra la spiegazione nervosa e l’ipotesi meccanica della sensibilità. Ad esempio, la temperatura ha una indiscutibile influenza sui nervi, mentre non ne ha sul movimento dei liquidi — entro i limiti, naturalmente, del gelo e dell’ebollizione. Orbene, il diagramma di cui alla fig. 7 dà la prova decisiva di tale influenza sulla rapidità di trasmissione, anche per leggeri sbalzi quasi inavvertibili all’uomo: le tre linee corrispondono, dall’alto in basso, a 31, a 28 e 22 gradi, mantenendo eguale la distanza. La velocità è più che raddoppiata per un aumento di 9 gradi. La controprova si ottiene invertendo l’esperimento, e ritardando la velocità col freddo: nella fig. 10, la linea N. 1 fu tracciata in condizioni normali; quella N. 2, mediante un leggero raffreddamento; quella N. 3, applicando il ghiaccio sul gambo. La linea superiore (4) indica il periodo latente, soppressa la distanza mantenuta per le altre.

“Fig. 12. – Annientamento della sensibilità col cianuro di potassio.”

Anche l’elettricità si comporta come sui nervi in genere.
Se si fa passare una corrente continua in un tratto di nervo posto fra il punto ricevitore dello stimolo e il luogo ove la sensazione si manifesta, la sensibilità rimane interrotta completamente: togliendo la corrente, anche l’arresto scompare.
Nella Mimosa si riproduce esattamente il fenomeno nella fig. 11, i punti B B, indicano i momenti di interruzione prodotti dall’elettricità; gli altri tre, i momenti in cui l’interruzione elettrica fu soppressa.

“Fig. 13 – Schema del registratore a risonanza con accessorî.”

Infine, la sensibilità delle piante può essere annientata dai veleni, sempre come quella degli animali. Abbiamo già ricordato il difetto delle esperienze del Pfeffer: il cloroformio, applicato alla superficie esterna dei tessuti, svapora immediatamente, e non esercita nessuna azione all’interno. Usando un gambo sottile e quindi più sensibile, ed assogettandolo ad un potente veleno non volatile, in modo che la piccola parte assorbita fosse sufficiente per attaccare i tessuti interni, si ebbero risultati assolutamente decisivi. Con una soluzione di solfato di rame, la conduttività fu arrestata dopo venti minuti; con una di cianuro potassico, dopo 5 minuti. Ciò è visibile nell’ultimo diagramma (fig. 12): la linea N. 1 rappresenta la condizione normale, e quella N. 4 il periodo latente; la linea N. 2 indica che l’impulso non si è affatto trasmesso, ed il registratore continua a segnare sul quadro indefinitamente, senza spostare la direzione del tracciato; infine, la linea N. 3 rivela la persistenza dell’insensibilità anche con un impulso cinque volte maggiore.

“Fig. 14. – Parte superiore del registratore a risonanza.”

Sembra dunque provato che certe piante posseggono delle funzioni e delle capacità simili a quelle animali, oltre quelle generalmente ammesse, come la produzione di pigmenti e la respirazione mediante le foglie. Se ora a tali funzioni corrispondano organi suscettibili di essere paragonati, è difficile a dirsi: è facile, anzi, che il loro sistema nervoso, quando esiste, sia radicalmente diverso da quello di una rana; ed è certo che, in qualunque modo, le cellule di cui è composto hanno la caratteristica ben nota di tutti i vegetali.
Prot. J. C. BOSE.”