Un buon anno per Charles

Charles era esausto, alle finestre sibilava il gelido e tagliente venticello tipico degli inverni di Woburn. Si erano trasferiti in Massachusetts da poco, “anno nuovo vita nuova” aveva detto Charles in quel triste capodanno del 1839. Levatasi la tuta da lavoro e indossata la sua vecchia vestaglia da camera, si accomodava su una poltrona sfondata accanto alla stufa accesa. Il suo sguardo distratto vagava per la stanza, soffermandosi ora sul paesaggio fuori dalla finestra, ora sui suoi stivali inzaccherati, ora sulle consumate pantofole di raso.

Quelle belle pantofole le aveva comprate dieci anni prima, a Philadelphia. Allora le cose erano molto diverse, il suo negozio di ferramenta fruttava bene, sempre all’avanguardia, sempre ben quotato, poteva dirsi soddisfatto, sereno e forse era, se non un uomo ricco, un vero benestante. Cos’era accaduto poi? Erano stati dieci anni difficili. Come era stato possibile un cambiamento così radicale? Come era arrivato ad essere persino incarcerato per debiti?

I suoi pensieri andavano ad un passato più remoto, si ritrovava ragazzino, a New Haven, nella vecchia fattoria di papà. Spesso, la sera, sedevano assieme sulla paglia, osservando il sole che tramontava sui campi. Con una piacevole mestizia ricordava il volto di suo padre, che con orgoglio gli raccontava le storie dei loro avi e di come avevano fondato e messo su la colonia.
La sua mente seguiva dei collegamenti casuali e, dal ricordo del fieno che pizzicava le caviglie, si ritrovava a ripensare di quando il papà, Aman, costruì il primo forcone d’acciaio, bello, resistente e innovativo. Al negozio di ferramenta Charles ne aveva venduti centinaia e mai nessun cliente si era detto insoddisfatto di quell’acciaio. Quell’acciaio tanto diverso da quello delle sbarre della cella in cui fu rinchiuso, dopo che il negozio era fallito ed erano falliti i suoi primi esperimenti con la gomma.
Ripensava a i suoi creditori e alla Roxbury, una società che aveva ideato una tecnica per fabbricare dei prodotti in gomma. Charles si era molto appassionato ai loro cataloghi e aveva ordinato diversi loro prodotti in gomma, ma in uno in particolare si era focalizzata la sua attenzione, un salvagente gonfiabile. Un’idea rivoluzionaria per l’epoca, ma c’era un particolare del salvagente che a Charles non piaceva, il tubicino per il gonfiamento. Studiate le proprietà della gomma e fatto qualche esperimento, riuscì a costruire un tubicino migliore. Così, convinto della bontà della sua idea, partì alla volta di New York per proporre la modifica alla Roxbury. Il direttore generale dell’azienda rimase impressionato dall’ingegno di Charles, tanto da dichiararsi interessato ad una collaborazione per altri progetti. Era un monito di speranza per Charles, una nuova strada si apriva davanti a se, avrebbe ripagato i suoi debiti e incominciato d’accapo. Tuttavia, la Roxbury, era in crisi finanziaria e propose a Charles un anno di sperimentazione del suo prodotto prima di poterlo lanciare sul mercato. Charles dovette aspettare molto meno per avere una risposta definitiva. La Roxbury ebbe un crack di lì a poco. Accadde, infatti, che la stragrande maggioranza della merce venduta dalla società tornò indietro, perché la debole gomma che era stata utilizzata si rovinava facilmente diventando inutilizzabile.
Di ritorno a Philadelphia quel farabutto di un suo creditore lo fece arrestare, ma la molla ormai era scattata nella sua testa. Dovunque si trovasse non poteva fare altro che pensare alla gomma. Lui sapeva che ci doveva essere un modo per rendere la gomma utilizzabile e duratura.
I problemi erano molteplici, questo materiale, infatti, estratto dagli omonimi alberi in Brasile e in India, è sì elastico e perfettamente impermeabile all’acqua, ma diventa appiccicoso già a 25 gradi e perde elasticità, indurendosi, a temperature non troppo basse. Bisognava trovare un modo per migliorarlo, serviva un’idea o un trucco per creare una gomma superiore.
La cella fu il suo primo laboratorio, si fece portare dalla moglie della gomma indiana, vari prodotti e attrezzi. Quei giorni di detenzione passarono rapidamente tra un esperimento e l’altro.
Gli anni che seguirono furono pieni di trasferimenti, prestiti, fallimenti, amici e creditori.
Aggiungendo alla gomma della magnesia era riuscito a renderla di un bel bianco, aggiungendo della fuliggine, sciogliendo il tutto in trementina e spalmandolo su un panno di flanella era riuscito a costruire il primo paio di scarpe impermeabili e con suola in gomma della storia. Un gran successo, all’inizio, ma si accorse presto che anche con questo trattamento le scarpe diventavano appiccicose, perdendo la fiducia dei suoi creditori che aspettavano pazientemente una rinascita finanziaria del promettente Charles.
Tra cantine come abitazioni, cene a base di pesci pescati al molo del porto, esperimenti falliti, un’intossicazione quasi mortale da acidi erano passiti dieci anni.

La sua mente vagava nei suoi ricordi e i suoi occhi si soffermavano ad osservare i vari oggetti della stanza. Oggettistica principale dell’arredamento, era la gomma. Charles teneva sott’occhio tutti i pezzi di gomma trattati nelle più svariate maniere. Li osservava, li tastava, li lasciava al sole per giorni, li schiacciava sotto la poltrona, li annusava e soprattutto, mettendo alla prova la pazienza della moglie, li disseminava per casa.
Un pezzo di gomma trattato con magnesio e bollito in calce viva e acqua era sopra una mensola di libri. Charles lo fissava, era stato quello il candidato sul quale aveva riposto più speranze, ma anche quel trattamento era fallito, bastava infatti che venisse a contatto con una sola goccia di acido per diventare immediatamente appiccicosissimo.
Dieci anni di frustrazioni, di miseria, di prove e bocciature. Charles era esausto. Sapeva che poteva farcela, doveva farcela, doveva trovare la soluzione. Ma non c’era! Aveva provato tutto, di tutto, acido nitrico, ossido di piombo, composti salini, ma niente. Non c’era verso. Quella maledetta gomma si teneva i suoi difetti.
Afferrò un pezzo di gomma trattato con della polvere di zolfo che giaceva da un paio di giorni su un tavolino. Un altro maledetto fallimento, anche in questo caso infatti la gomma restava sensibile alle temperature. Gettò amareggiato il pezzo di gomma in aria, in un gesto di sfogo, di liberazione, lasciando cadere indietro la testa e portandosi le mani sugli occhi. Maledetta gomma, pensava, maledetta gomma.
Mentre si massaggiava gli occhi, assorto in quei pensieri, un forte odore di bruciato riempì la stanza. Charles balzò in piedi cercando la causa dell’odore. Il pezzo di gomma zolfata era finito sulla stufa ed aveva preso fuoco. Afferrata una pinza da camino prese il pezzo in fiamme e lo gettò fuori dalla finestra, sulla neve, dove si spense all’istante.
La curiosità di un uomo che le ha provate tutte non poteva venir meno in quel momento. Infilatosi di corsa gli stivali corse fuori a raccogliere il pezzo bruciacchiato di gomma. Una volta raccolto notò subito una nuova consistenza del materiale, era più compatto. Il pezzetto non era ne appiccicoso ne troppo solido, fatto assai strano dopo che aveva preso fuoco e dopo che si era congelato un po’ sotto la neve.

Aveva trovato la soluzione!
Quella gomma era perfetta e Charles aveva appena inventato il processo di vulcanizzazione della gomma. La ricetta in fondo era semplice, aggiungere una parte di zolfo, cuocere il tutto e poi raffreddarlo repentinamente.
Ad oggi, con la stessa ricetta si sono fatte milioni di cose, tra cui gli importantissimi pneumatici!
Finalmente Charles poté dire, motivatamente, che era un buon anno per lui, un anno degno del suo nome, Charles Goodyear!

Nota disambigua.
La nota società di pneumatici Goodyear non fu fondata da Charles, ma porta il suo nome in suo onore. Charles, infatti, nonostante la scoperta, non ebbe fortuna avendo perso credibilità presso tutti i finanziatori. Non avendo il denaro per il brevetto cercò finanziamenti all’estero, spendendo pezzi di gomma vulcanizzata in Europa, soprattutto in Inghilterra dove un certo Hancock, anch’egli in cerca di un modo per lavorare la gomma, venne a conoscenza della vulcanizzazione di Goodyear e la brevettò a suo nome. La vicenda proseguì per vie legali, ma il povero Charles non la spuntò del tutto, riuscì tuttavia ad accaparrarsi altri brevetti, come quello per le scarpe che poi concesse ad una società francese, la Aigle. Nel 1855 l’imperatore di Francia, Napoleone III, conferì a Charles la croce della Legion d'Onore per servigi resi alla nazione. Croce che Goodyear ricevette in prigione, dove era stato nuovamente rinchiuso per debiti e sta volta con tutta la famiglia.

Sul fiume Hudson...

“Pronto? Pronto? Ti sento piano! Sei lontano?”

Ricordo che è capitato anche a me. Da piccolo, in un viaggio con i miei. Da una cabina telefonica sgangherata, in Olanda, forse, telefonavamo alla nonna. Lei parlava forte ed io di rimando, come a colmare una distanza troppo grande. Grati, nondimeno, della magia del telefono che, anche a tali distanze, ci collegava come sempre.

E’ vero che se i telefoni che comunicano tra loro sono posti a forte distanza la voce si sentirà più flebile? Ed è vero che gli anziani hanno spesso l’abitudine di parlare a telefono a voce alta?

Forse, fino a pochi decenni fa, era vero che larghe distanze attenuassero l’intensità del segnale vocale, bastavano anche poche decine di chilometri per attenuarlo sensibilmente. Credo che sia per questo motivo che mia nonna, come tante altre nonne, tenda a parlare forte al telefono quando sa che chi parla è a molta distanza (complici anche l’età e l’abbassamento dell’udito!).

Oggi, tuttavia, questo problema della distanza è superato. Un tempo, infatti, il segnale vocale veniva trasformato attraverso il microfono della cornetta in un segnale elettrico, un segnale analogico, e veniva amplificato e trasmesso così com’era lungo i cavi telefonica. Se durante il tragitto doveva attraversare lunghe tratte poste tra delle centraline allora esso veniva amplificato ogni volta e ritrasmesso. La trasmissione di un segnale, infatti, non è un’operazione semplice, durante la propagazione il segnale subisce delle attenuazioni e se non amplificato non potrebbe coprire le distanze richieste.

Oggi, nell’era digitale, se il segnale telefonico deve attraversare lunghe tratte o passare dallo spazio, viene digitalizzato, ovvero convertito in una sequenza di 1 e di 0. Diviene un codice! Quel codice all’occorrenza verrà ritrasformato nel segnale originario e al volume desiderato! Inoltre per trasmissioni digitali non possiamo proprio dire di ricevere un segnale “troppo attenuato”, o lo si riceve o non lo si riceve. Tuttavia anche il segnale digitale ha bisogno di essere trasmesso forte e chiaro per evitare errori dovuti ad attenuazioni. Insomma tutti i segnali per essere trasmessi devono essere amplificati.

Fin dagli albori della telefonia, senza amplificatori in grado di aumentare la forze dei segnali, nessuno, urlando o no, avrebbe potuto effettuare una telefonata. In modo che tutti possano capire, si può pensare ad un amplificatore come ad una scatoletta con un foro d’ingresso e uno d’uscita, se si parla in un foro la voce esce ad un volume più elevato dall’altro.

Nel 1927, una compagna telefonica americana, che oggi si chiama Bell, studiava nei propri laboratori un sistema per la comunicazione telefonica a grande distanza. L’obbiettivo era di realizzare degli apparati che permettessero un collegamento efficiente tra le due coste degli Stati Uniti e tra l’America e l’Europa.

Uno degli ingegneri che lavoravano al progetto si chiamava Harold S. Black. Aveva 29 anni e da sei lavorava come ricercatore. Black doveva trovare un modo per migliorare le prestazioni degli amplificatori posti come ripetitori sulle linee telefoniche in modo da trasmettere simultaneamente più segnali a lunghe distanze.

Tali livelli di amplificazione infatti determinavano delle distorsioni eccessive del segnale. Come se la voce dalla nostra scatola uscisse fortemente amplificata ma del tutto incomprensibile. Anche riuscendo ad ottenere delle distorsioni accettabili le caratteristiche tecnologiche di quegli amplificatori li rendevano soggetti a forti variazioni del loro funzionamento, variazioni causate dai cambiamenti di temperatura e dall’invecchiamento.

Black cercava di perfezionare quegli amplificatori, inseguendo l’utopico desiderio dell’amplificatore perfetto, ma si rendeva conto nel contempo che produrre un amplificatore quasi perfetto era forse possibile, ma mantenerlo tale nel tempo e produrne tanti in larga scala era impensabile.

Gli amplificatori di oggi sono molto diversi da quelli usati nel 1927, ma Black di certo non poteva sperare di realizzare un amplificatore diverso da quello che si conosceva allora. Così come oggi non possiamo immaginare come saranno gli amplificatori del futuro.

No, posso asserire che Black non desiderava inventare un amplificatore che non avesse i problemi degli amplificatori di allora. Black era in cerca di un’Idea.

Un'idea semplice che potesse risolvere il problema senza stravolgere troppo il sistema su cui si stava lavorando. Un'idea economica e facile da realizzare. Un'idea che forse lui sapeva di poter avere.

Era il 2 agosto 1927 ed era mattina. Black si avviava, armato di valigetta, verso il battello Lackawanna sul fiume Hudson. Black prendeva il battello tutte le mattine per recarsi al lavoro a Manhattan. Prima di imbarcarsi, come sempre, comprò il New York Times e stretto sotto al braccio si avviò sul ponte in cerca di una panchina. Quella mattina fissava come sempre col capo chino quella prima pagina di giornale, senza però riuscire a leggere i titoli degli articoli. Quella mattina Black era assorto nei suoi pensieri. Black era alla ricerca della sua Idea.

Fu un gesto automatico che nessuno notò, che nessuno capì fino in fondo per quello che era, che suscitò forse per qualche secondo la curiosità del suo vicino di seduta, ma nulla più. Black sfilò del taschino una matita e schizzò su quella prima pagina un diagramma.

Il diagramma mostrava il disegno di un normale amplificatore il cui cavo d’uscita veniva riattaccato ad un cavo d’ingresso.
Per tornare all’esempio della nostra scatola, immaginate di far rientrare con un tubo la voce dal foro di uscita al foro di ingresso.
Il diagramma mostrava un amplificatore retroazionato negativamente.

Black ricavò velocemente le proprietà fondamentali di quello schema. Giunto alla fine dei suoi conti ebbe un sussulto. Il cuore gli batteva all’impazzata. Aveva avuto la sua Idea.

Firmò immediatamente i suoi appunti in fondo alla pagina del giornale e, appena arrivato in laboratorio corse dal suo direttore Blessing mostrandogli il quotidiano. Questi convintosi dell’importanza dell’invenzione firmò anch’egli a piè pagina quale testimone.

La trovata fu mirabolante per lo sviluppo tecnologico del secolo scorso. Il 29 dicembre dello stesso anno Black verificò sperimentalmente per la prima volta le caratteristiche dei sistemi retroazionati negativamente, misurando una riduzione della distorsione di un fattore 100.000 sui segnali vocali, utilizzando così il primo amplificatore retroazionato della storia.

Quanto diamo per scontato.

Dare per scontato è una necessità, se ci chiedessimo il motivo o il come di ogni cosa, non ci basterebbero diverse vite solo per porci le domande. Tuttavia stupirsi di nulla è sinonimo di ozio e di inoperosità. L’uomo nella sua pigrizia è felice il primo giorno, ma inizia ad avvizzire il secondo.

In qualsivoglia tempo della storia dell’umanità, gli uomini hanno sempre dato per scontato quegli oggetti di uso quotidiano frutti, in realtà, dell’ingegno di altri che li hanno pensati o che li hanno scoperti.

Per chiunque è un fatto assolutamente normale osservare un’automobile muoversi, o un aereo volare, o aprire un rubinetto e sentirsi bagnare da linda acqua calda, o accendere un televisore e vedere!

Tutte cose che poco più di un secolo fa, erano impensabili o irrealizzabili. E’ stata la ricetta del progresso a guidare l’uomo ai giorni nostri, gli ingredienti principali sono sempre gli stessi: caso, ingegnosità, necessità, curiosità, forse denaro e poco più.

Un po’ per carattere un po’ studiando ingegneria, mi ritrovo spesso a domandarmi sul come possano funzionare determinati oggetti, o su chi sia riuscito a trovare per primo la soluzione ad un determinato problema e in che modo(!), a come certe idee rivoluzionarie o geniali siano venute in mente ai loro ideatori.

Questi quesiti mi hanno portato a collezionare storie di uomini speciali, di uomini fortunati, che hanno avuto la capacità o la sorte di contribuire al progresso. Come è giusto che sia, ogni storia è del tutto singolare e mai scontata e ho deciso di raccontarle, una ad una e tutte insieme in questo blog.

Sarà una sorta di club, una comitiva delle idee e dei progetti arguti dell’ingegneria che mi tengono compagnia e mi incoraggiano nella speranza di entrarne a far parte, un giorno, anch’io.

Buona lettura.