L’illuminazione elettrica dalla lampada ad arco alla lampada a filamento di carbonio

Parte I

Fino all’inizio del XIX sec. l’unico mezzo per produrre elettricità era costituito dalle “macchine a strofinio”, apparecchi elettrostatici capaci di generare scariche, che non erano però in grado di produrre correnti apprezzabili, se non per pochi attimi. La situazione cambiò radicalmente con la pila di Volta che, seppure di modesta intensità e differenze di potenziale, permise di ottenere correnti più costanti. Queste furono le premesse affinché i fenomeni elettrici cessassero di essere solo curiosità e chiacchiere da salotto.

Nel giro di qualche decennio l’improvvisa disponibilità di corrente elettrica avrebbe portato alla nascita di un nuovo settore industriale capace di sovvertire non solo gli aspetti della vita quotidiana, ma le stesse condizioni della produzione. Il rapporto tra la messa a punto dell’apparecchio di Volta – il primo rudimentale generatore di corrente continua – e la possibilità di ottenere luce dall’elettricità fu quasi istantaneo.

Già nel 1802 il chimico inglese Humphry Davy si era occupato della scintilla prodotta fra le estremità della pila di Volta e, utilizzando una batteria di pile composta da 2000 elementi (ospitata in un sotterraneo), aveva scoperto che se al posto dei filamenti metallici – colpevoli di causare la chiusura dei circuiti – si utilizzavano elementi di carbonio ben calcinato, la scintilla appariva più intensa e più luminosa. Questo arco elettrico, definito perciò “arco voltaico” divenne oggetto di molteplici studi tanto che già nel 1845, grazie ai primi successi nella costruzione della lampada ad arco, fu tentato il lancio dell’illuminazione elettrica su scala commerciale. Il tentativo fu destinato al fallimento poiché la manutenzione delle ingombranti batterie di pile necessarie alla produzione della corrente risultava troppo costosa.

La prima lampada ad arco per applicazione commerciale venne messa a punto da Staite nel 1853, mentre quella di Crompton, con due archi e un meccanismo di regolazione semplificato, permetteva una maggiore efficienza. In sostanza la lampada ad arco consisteva nella presenza di due elettrodi, solitamente di carbonio (grafite) tra i quali era presente una differenza di potenziale elettrico, sia in corrente continua che in corrente alternata. Gli elettrodi venivano inizialmente messi in contatto e successivamente separati per creare l’arco. L’emissione luminosa che ne scaturiva era particolarmente intensa e bianca, molto vicina allo spettro solare, anche se piuttosto instabile e ricca di raggi ultravioletti. Tali caratteristiche la resero ideale per illuminare fari marittimi e spazi ampi come gli stabilimenti industriali. Venne usata anche per l’illuminazione pubblica sia montata su pali e mensole in fusione di ghisa, sia con installazione al centro della strada tramite sospensione su fune tesata. La lampada ad arco ebbe grande diffusione tra gli anni 1880-1920 giocando un ruolo trainante nello sviluppo dell’industria elettrica. Era l’epoca in cui il confronto fra la nuova tecnologia e quella legata al gas approdò spesso ad aspri conflitti, diatribe e contenziosi, soprattutto tra i pionieri dell’elettricità e le Società del Gas che non intendevano perdere il loro monopolio. Della lampada ad arco si interessò anche l’ingegnere elettrico serbo Nikola Tesla, ricercatore visionario e instancabile le cui invenzioni rimangono pietre miliari di quella “rivoluzione elettrica” che raggiunse il suo apice alla fine del XIX secolo.