Il Fondo Pacinotti, patrimonio di scienza e innovazione al Museo degli Strumenti di Fisica di Pisa

Il Museo degli Strumenti di Fisica dell’Università di Pisa è una delle istituzioni più prestigiose in Italia per la conservazione e lo studio della storia della scienza e della fisica. È qui che si conserva un nucleo collezionistico unico e di grande valore all’interno: il Fondo Pacinotti, una collezione di strumenti scientifici storici che rappresenta un punto di riferimento fondamentale per la comprensione dell’evoluzione della fisica e della tecnologia. Questo fondo prende il nome dall’ingegnere e fisico pisano Antonio Pacinotti (Pisa, 1841 – 1912), che ha lasciato un’impronta indelebile nella storia della scienza, sia per le sue scoperte che per il suo impegno nella formazione scientifica.

Pacinotti nacque a Pisa nel 1841 e si distinse fin da giovane per le sue doti intellettuali, tanto che già nel 1861, a soli vent’anni, si laureò in Matematiche applicate all’Università di Pisa. La sua carriera professionale fu segnata da un profondo interesse per l’elettricità e le sue applicazioni, un tema che in quel periodo stava emergendo con forza nella comunità scientifica internazionale. Pacinotti, insieme ad altri scienziati dell’epoca, contribuì in modo significativo allo sviluppo della teoria e delle applicazioni dell’elettricità, ma è principalmente ricordato per il suo perfezionamento del suo motore a corrente continua, un’invenzione che prefigurava il futuro della generazione elettrica.

Pacinotti realizzò, infatti, una delle prime versioni di quella che sarebbe poi diventata la macchina dinamoelettrica, il generatore elettrico che avrebbe rivoluzionato il mondo della tecnologia. La sua invenzione contribuì in modo determinante alla diffusione delle tecnologie elettriche in Europa, segnando l’inizio di una nuova era industriale. La macchina di Pacinotti fu, tra l’altro, una delle prime a consentire la produzione di corrente elettrica continua in modo efficiente e stabile. E la sua dinamo è considerata la prima macchina della storia in grado di produrre elettricità: era un’evoluzione importante rispetto alle pile e alle batterie che, fino al 1859, anno in cui Pacinotti, a soli diciotto anni, mise a punto la sua invenzione, erano gli unici strumenti per produrre elettricità.

Il Fondo Pacinotti: una raccolta storica di strumenti scientifici

Il Fondo Pacinotti presso il Museo degli Strumenti di Fisica dell’Università di Pisa è una collezione di oggetti scientifici che testimoniano l’evoluzione della fisica e delle sue applicazioni. Tra gli oggetti che compongono il fondo si trovano strumenti di grande valore storico e scientifico, molti dei quali furono utilizzati da Pacinotti stesso durante le sue esperimentazioni e scoperte.

l Fondo include una vasta gamma di apparecchiature scientifiche, tra cui strumenti di laboratorio, apparecchi per esperimenti di elettromagnetismo e macchine che rappresentano il culmine delle ricerche di Pacinotti e dei suoi contemporanei. Ogni strumento racconta una storia, quella di una ricerca scientifica che ha segnato l’evoluzione del pensiero e della tecnologia.

La collezione è composta principalmente da strumenti che riguardano l’elettromagnetismo e la meccanica, aree di studio nelle quali Pacinotti ha fatto importanti progressi. Tra gli oggetti più significativi del fondo ci sono vari tipi di magneti, bobine, e apparecchi per la produzione di corrente elettrica, ma anche strumenti di precisione usati per misurare fenomeni fisici come la tensione, la corrente e la resistenza. Ogni strumento è un testimone tangibile del progresso della fisica nel XIX secolo, un periodo che ha visto il passaggio dalle teorie filosofiche della natura alle applicazioni pratiche delle scoperte scientifiche.

Oltre a ciò, il Fondo Pacinotti custodisce anche una serie di pubblicazioni scientifiche, lettere e documenti che raccontano la vita e l’opera del fisico pisano, nonché i suoi rapporti con altri studiosi e la sua influenza sulle generazioni successive. Questi documenti, alcuni dei quali inediti, costituiscono una fonte preziosa per la ricerca storica, e offrono spunti per comprendere meglio il contesto scientifico dell’epoca e il contributo di Pacinotti alla crescita della fisica moderna.

Quali strumenti si possono trovare nel Fondo Pacinotti

Tra gli strumenti più interessanti del fondo si possono menzionare sicuramente gli anelli di Pacinotti: sono stati utilizzati dallo scienziato per le prime prove tecniche che hanno portato alla creazione della macchina elettromagnetica ad anello, anche chiamata “a magnete trasversale”. Un altro dispositivo importante è la macchinetta di Pacinotti, costruita nel 1860 dopo che l’inventore aveva interrotto brevemente il progetto a causa della sua partecipazione alla seconda guerra d’indipendenza. Nonostante l’interruzione, Pacinotti continuò a riflettere sul progetto durante il periodo bellico. Dopo il suo ritorno a Pisa, e con l’aiuto di un meccanico, completò la macchina che aveva una sola elettrocalamita fissa. Questa macchina si dimostrò efficace sia come motore che come dinamo, producendo una corrente continua molto intensa. La macchina utilizzava un sistema di avvolgimenti e collettori, e si distingueva per la capacità di generare una corrente costante senza la necessità di magneti permanenti esterni. “La macchina elettro-magnetica della quale le prime idee si trovano qui sopra registrate”, scrisse Pacinotti nel suo libro Sogni, “è stata da me costruita in piccolo modellino; [...] Questa macchina ha una sola elettro calamita fissa. Agisce bene assai come macchina magneto elettrica, giacché dà una corrente continua sempre in un senso e molto intensa”.

Ancora, il “viale elettromagnetico” o “fucile” rappresentava un prototipo di motore lineare utilizzato per esperimenti di balistica. Grazie agli elettromagneti montati in serie e opportunamente alimentati, Pacinotti cercò di esplorare la possibilità di sparare proiettili tramite corrente elettrica, un esperimento che mostrava la sua visione innovativa. Tra le altre invenzioni si possono includere i dischi per tripodi, utilizzati da Pacinotti per esperimenti sull’elettricità generata dallo sfregamento tra coppie di materiali diversi. Questi tripodi furono costruiti in vari modelli, alcuni dei quali sono stati restaurati per fornire informazioni precise sulla configurazione degli esperimenti. Un altro dispositivo interessante è il tornio per legno, una macchina utensile azionata a pedale, che veniva utilizzata per la costruzione di oggetti di forma cilindrica, come le gambe di mobili e altre rifiniture. Questo tornio, che si trovava nel laboratorio di Pacinotti, era particolarmente utile per costruire i supporti in legno per gli anelli di Pacinotti e per altri componenti utilizzati nelle sue invenzioni.

Il motore a magnete ad anello era simile alla macchinetta di Pacinotti, ma era privo della manovella che avrebbe permesso di farlo funzionare come dinamo. Questo dispositivo aveva una funzione prevalentemente dimostrativa e veniva utilizzato in alcune fotografie che ritraevano Pacinotti con la macchina. Un’altra creazione di Pacinotti fu il modello di vettura per tramvia “a doppio cintolo elettromagnetico”. Si trattava di un prototipo in scala ridotta di una vettura a trazione elettromagnetica lineare. Il sistema utilizzato impiegava due strutture di ferro lungo i fianchi della vettura, che contenevano solenoidi alimentati da contatti sulle traversine del binario. Questo esperimento era finalizzato a studiare l’affidabilità meccanica, la sicurezza e la possibilità di variare la velocità del veicolo utilizzando il sistema di magneti. Si può citare poi la macchina elettrodinamica traslatoria a laccio elettromagnetico, un altro prototipo per il veicolo a trazione elettromagnetica. Il sistema si basava su un carrello che percorreva un tunnel su tre binari a “V”, con elettromagneti disposti lungo il percorso che interagivano con il carrello, alimentato da una corrente elettrica.

Un altro dispositivo, la macchina elettromagnetica sistema Ladd, era progettata per produrre corrente continua utilizzando una manovella per far ruotare due armature Siemens all’interno di un campo magnetico. Pacinotti la costruì per confrontarla con la sua “macchinetta” del 1860. S’incontra poi la macchina elettromagnetica con sopraeccitatore, una versione successiva della macchinetta, ma con una caratteristica distintiva: un interruttore montato in asse con il magnete ruotante. Questo dispositivo aumentava l’efficienza nella produzione di corrente aprendo e chiudendo l’interruttore, due volte per ogni giro del rotore. Anche la macchina magneto-elettrica a gomitolo, un altro dei suoi modelli, era simile alla “macchinetta”, ma con una novità nell’avvolgimento del filo sul magnete ruotante. Questo tipo di avvolgimento, simile a quello usato per i gomitoli di cotone, permetteva di ottimizzare lo spazio e aumentare l’efficienza della macchina.

Il deviatore angolare era invece un apparecchio utilizzato per rilevare gli angoli a distanza. Funzionava tramite un elettromagnete circolare che, in combinazione con un indicatore, trasmetteva variazioni angolari a distanza, permettendo anche applicazioni pratiche come il controllo remoto di valvole o timoni di navi. Infine, si può citare l’apparato per lo studio delle correnti elettriche, un’apparecchiatura che consentiva allo scienziato di sperimentare la produzione delle correnti elettriche con un volano ruotante a settori di rame che era in serito in un campo magnetico.

La valorizzazione e il futuro del Fondo Pacinotti

Il Fondo Pacinotti è un patrimonio di inestimabile valore, ma come tutte le collezioni storiche richiede un continuo lavoro di conservazione e valorizzazione. L’Università di Pisa e il Museo degli Strumenti di Fisica sono costantemente impegnati in progetti di restauro e di digitalizzazione che permettano di preservare gli strumenti e di farli conoscere alle nuove generazioni di studiosi e ricercatori. In particolare, la digitalizzazione delle collezioni offre nuove opportunità per lo studio e la diffusione del patrimonio scientifico, permettendo a chiunque di accedere, anche da remoto, alle risorse storiche del museo. Assieme alla Fondazione Galilei, il Museo degli Strumenti di Fisica ha dunque messo in rete le macchine del fondo, che sono state anche restaurate di recente, e per ognuna vengono fornite fotografie, viene descritto il funzionamento, e vengono spiegati gli interventi di restauro, documentando anche lo stato prima del restauro.

Inoltre, il Fondo Pacinotti è al centro di attività di ricerca che coinvolgono storici della scienza, ingegneri e fisici, i quali utilizzano gli strumenti e i documenti conservati nel museo per approfondire la conoscenza delle tecniche e delle teorie scientifiche del XIX secolo. Questo tipo di ricerca è fondamentale per comprendere non solo la storia della scienza, ma anche le radici delle innovazioni tecnologiche che hanno plasmato il mondo moderno. Il Fondo Pacinotti rappresenta una delle risorse più significative per la storia della fisica e della tecnologia, un patrimonio che racconta la genesi delle scoperte che hanno segnato il passaggio dalla scienza classica alla scienza moderna. La sua conservazione all’interno del Museo degli Strumenti di Fisica dell’Università di Pisa permette così di preservare per le generazioni future la memoria di un grande scienziato e delle sue scoperte.