Alessandro Volta e la storia della pila

Alessandro Volta fu uno dei più famosi fisici della storia: visse tra il Settecento e l’Ottocento, inventò e perfezionò la pila elettrochimica e scoprì caratteristiche e potenzialità del metano, ancora oggi uno dei gas più utilizzati per le attività umane. Volta fu uno studioso e un inventore molto prolifico e si applicò soprattutto allo studio dei fenomeni elettrici, mettendo in discussione parte delle teorie e delle conoscenze sull’argomento del suo tempo. Il nome di Alessandro Volta è legato per sempre a quello dell’elettricità, che ha tra le sue unità di misure il “volt” (V), in onore di una delle persone che più contribuirono al suo sviluppo nel Diciannovesimo secolo.

– I bozzetti del doodle di Google per Alessandro Volta –

Alessandro Giuseppe Antonio Anastasio Volta nacque a Como il 18 febbraio del 1745 in una famiglia altolocata. A 13 anni iniziò studi umanistici alla scuola dei gesuiti di Como e nel 1761, dopo essere entrato nel Regio Seminario Benzi di Como, fu invece incoraggiato a studiare soprattutto le materie scientifiche, assecondando i suoi interessi. Ad Alessandro Volta fu messo a disposizione il gabinetto di scienze naturali del Seminario, una specie di laboratorio ante litteram, dove condusse numerosi esperimenti e abbandonò definitivamente il progetto che i suoi avevano per lui: che diventasse sacerdote.

A partire dalla fine degli anni Sessanta del Settecento Volta iniziò a scrivere memorie e lettere sulle sue attività di ricerca, mettendo in discussione alcune delle interpretazioni più accreditate all’epoca sui fenomeni elettrici. Dopo avere ricevuto un importante incarico presso le Regie Scuole di Como, nel 1775 mise a punto la sua prima invenzione notevole: l’elettroforo perpetuo. Era costituito da un disco con un manico perpendicolare per impugnarlo, come un batticarne, ed era utilizzato insieme a una superficie isolante e a un panno di lana per ottenere una carica elettrica da usare in particolari esperimenti. L’invenzione e gli studi prodotti fino ad allora valsero a Volta la nomina a professore di fisica sperimentale alle scuole di Como.

Alessandro Volta negli anni seguenti dimostrò di essere interessato soprattutto alla ricerca pratica: partendo dagli studi di diversi contemporanei, realizzò tantissime invenzioni che permettevano di sfruttare i fenomeni elettrici. Ottenne una cattedra presso l’Università di Pavia nel 1778 e negli anni seguenti inventò il condensatore, che serviva per accumulare al suo interno energia elettrica tenendo separate cariche elettrostatiche. Seguirono altre invenzioni importanti per misurare in modo più scientifico e accurato l’elettricità, con la proposta di introdurre misure standard.

La pila
Tra il 1799 e il 1800 Alessandro Volta realizzò e perfezionò l’invenzione che lo avrebbe reso famoso in tutto il mondo: la pila. Non fu una trovata improvvisa ma derivò dagli anni di studi e osservazioni precedenti, soprattutto sull’elettricità animale e sulle relative teorie di un altro italiano, Luigi Galvani. Semplificando, Galvani sosteneva che gli animali fossero attraversati da un “fluido elettrico” e che questa elettricità “intrinseca” fosse prodotta dal cervello e poi portata dai nervi ai muscoli dove veniva immagazzinata. Galvani lo aveva dedotto durante alcuni esperimenti con le rane: un contatto metallico applicato tra i nervi lombari e i muscoli degli arti inferiori portava a una contrazione delle loro zampe. Galvani pensò che il fenomeno fosse dovuto al fatto che il contatto metallico formasse un circuito elettrico in cui fluiva la sua “elettricità animale”.

Alessandro Volta contestò l’ipotesi di Galvani e intuì che la rana non potesse essere la causa diretta del passaggio di corrente. Ci arrivò notando come il movimento della rana fosse molto più accentuato quando per l’esperimento venivano usati metalli diversi tra loro. Questa intuizione fu fondamentale per lo sviluppo della pila. Volta elaborò diversi esperimenti per produrre una batteria che fosse in grado di produrre una corrente elettrica costante. La versione definitiva era costituita da una colonna di dischi di zinco alternati a dischi di rame, con uno strato intermedio di cartone imbevuto di acqua salata (o resa acida). Collegando i due poli con un conduttore elettrico si realizzava un circuito in cui passava corrente continua.

La pila di Alessandro Volta fu il primo sistema per generare elettricità con una corrente costante nel tempo. Il nome deriva dal fatto che i dischi metallici che la facevano funzionare erano impilati uno sull’altro. Nel sistema, ogni disco crea una differenza di potenziale tra il metallo e la soluzione, nel caso dello zinco e del rame è il primo ad assumere il potenziale più negativo. Questo squilibrio permette il passaggio di una corrente elettrica dal rame allo zinco quando i due elettrodi sono collegati da un filo conduttore.

Volta comunicò la sua invenzione alla Royal Society di Londra con una lettera datata 20 marzo 1800, che gli diede grande fama:

L’apparecchio di cui vi parlo e che senza dubbio vi meraviglierà non è che l’insieme di un numero di buoni conduttori di differente specie, disposti in modo particolare, 30, 40, 60 pezzi o più di rame […] applicati ciascuno a un pezzo di […] zinco, e un numero uguale di strati d’acqua, o di qualche altro umore che sia migliore conduttore dell’acqua semplice, come l’acqua salata […]: di tali strati interposti a ogni coppia o combinazione di due metalli differenti, una tale serie alternata, e sempre nel medesimo ordine, di questi tre pezzi conduttori, ecco tutto ciò che costituisce il mio nuovo strumento.

Tra i tanti riconoscimenti che ricevette negli anni successivi alla sua invenzione ce ne furono anche di politici, come la nomina a senatore del Regno d’Italia da parte di Napoleone nel 1809. Tornato a Como per vivere gli ultimi anni in compagnia della famiglia, Alessandro Volta morì a Camnago il 5 marzo 1827 a 82 anni, dopo essere stato uno dei più importanti protagonisti della ricerca sull’elettricità. In parte è anche grazie a lui se ora potete leggere questo articolo sul vostro smartphone, mentre aspettate alla fermata del bus.