L’invenzione della ruota e la storia della sua evoluzione

La ruota è una delle scoperte tecnologiche fondamentali nella storia dell'umanità. Essa, infatti, è una componente essenziale dei principali mezzi di trasporto terrestri e, inoltre, è alla base di altre invenzioni: dai torni per costruire vasi, agli ingranaggi che funzionano con ruote dentate, solo per citarne un paio. Insomma, la civiltà contemporanea non avrebbe potuto svilupparsi se non avesse scoperto il principio della ruota.

Secondo la maggior parte degli studiosi la ruota è da datarsi intorno a 6.000-5.500 anni fa (cioè 4.000 – 3.500 anni prima di Cristo) e in origine fu applicata in due ambiti diversi: per costruire i torni dei vasai e per i trasporti. In particolare, nel settore dei trasporti le innovazioni fondamentali introdotte nel corso dei secoli sono state due: l’introduzione dei raggi, avvenuta già in epoca preistorica, e l’uso degli pneumatici, molto più recente.

Cos’è una ruota

Partiamo dalla definizione: cos’è la ruota? Molto semplicemente è un oggetto di forma circolare collocato su di un asse. L’asse può essere fisso, con la ruota che ci gira intorno, o può girare insieme alla ruota, imprimendole il movimento.

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Nell’ambito dei trasporti, il grande vantaggio della ruota è quello di ridurre l’attrito. Immaginiamo di dover spostare un blocco di pietra. Se lo si trascina, un intero lato del blocco poggia sul terreno; se lo si trasporta su un veicolo dotato di ruote, solo una piccola porzione della ruota impatta sul suolo, e quindi l’attrito dello spostamento diminuisce in maniera significativa.
La ruota, inoltre, può essere applicata in molti ambiti diversi dai trasporti, consentendo la costruzione di macchine più efficienti.

Le origini della ruota

Per la maggior parte della sua storia il genere umano ha vissuto senza conoscere il principio della ruota: sebbene la nostra specie, l’Homo sapiens, sia emersa da 300-200.000 anni, la ruota è stata introdotta intorno a 6000 anni fa, cioè 4.000 anni prima di Cristo.
Molto più antica è la scoperta del principio del rotolamento, che era conosciuto già dalle specie del genere Homo precedenti al sapiens. Queste, cioè, probabilmente erano capaci di far rotolare oggetti di forma circolare (prevalentemente tronchi di albero). Simili oggetti, però, non erano vere e proprie ruote, perché mancava una componente fondamentale: l’asse.

Quando e dove fu introdotto il principio della ruota? È impossibile dirlo con certezza, ma la teoria più accreditata vuole che l’invenzione sia avvenuta in Mesopotamia (cioè la “terra tra due fiumi”, il Tigri e l’Eufrate, nell’attuale Iraq) intorno a 6.200 anni fa. Probabilmente, il primo uso è stato quello per la fabbricazione di vasi e non quello per i trasporti e in ogni caso il materiale utilizzato per fabbricare le prime ruote fu il legno.

Le prime attestazioni di ruote usate per trasporto risalgono a 6.000 anni fa e sono state individuate sulla sponda settentrionale del Mar Nero, nelle attuali Ucraina e Russia. Nei secoli successivi la presenza della ruota è documentata in varie parti d’Europa. La prima ruota con asse sopravvissuta fino a oggi è la cosiddetta Ljubljana Marshes Wheel (ruota delle paludi di Lubiana), risalente a circa 5.150 anni fa ed esposta al Museo della città di Lubiana.

La ruota si rivelò particolarmente utile perché si associò a un’altra innovazione: la domesticazione del cavallo, che avvenne per la prima volta nella Russia meridionale tra 7.000 e 6.000 anni fa. Non è noto se i cavalli siano stati i primi animali usati per il traino di carri (forse furono usati prima i buoi), ma è certo che, essendo molto più veloci, divennero presto gli animali da tiro per eccellenza, non solo per i trasporti, ma anche in ambito bellico. I primi carri da guerra trainati da cavalli furono introdotti probabilmente intorno a 4.000 anni fa.

Più in generale, il binomio ruota-cavallo consentì enormi progressi, velocizzando i trasporti e facilitando la scambio di merci e saperi.

L’evoluzione della ruota

In origine la ruota era una semplice sezione di tronco tagliato in orizzontale. Tuttavia, a causa della struttura del legno, era poco resistente e perciò, con il passare dei secoli, furono introdotti altri sistemi per tagliare i tronchi e poi unire i pezzi.

Si trattava, però, sempre di ruote piene, fino a quando, circa 4.000 anni fa, fu introdotta un'innovazione fondamentale: la ruota a raggi che, rispetto a quella piena, è molto più leggera e, quindi, più facile da muovere. All’incirca nello stesso periodo alcuni popoli iniziarono a rivestire in metallo il bordo della ruota, in maniera da renderla più resistente agli urti.

Il resto del mondo e i popoli senza ruota

La ruota, in sostanza, si diffuse tra l’Europa centro-orientale, il Medioriente e l’Asia centrale. E nel resto del mondo?

In Cina le prime testimonianze dell’uso di ruote risalgono a circa 4.200 anni fa, ma non è noto se gli antenati dei cinesi avessero scoperto da sé il principio o lo avessero conosciuto attraverso i contatti con i popoli asiatici.

L’America rappresenta un caso a parte. Come sappiamo, prima dell’arrivo di Colombo e del contatto con gli europei, i popoli americani erano stati capaci di fondare civiltà avanzate, come quelle dei Maya, degli Aztechi e degli Inca. Essi, però, non conoscevano la ruota o, per lo meno, non la usavano su larga scala. I reperti archeologici mostrano che, sin da 3.500 anni fa, i popoli americani applicavano le ruote a piccoli oggetti, considerati dagli studiosi giocattoli per bambini o offerte votive per gli dei, ma prima di Cristoforo Colombo non la usarono mai per i trasporti o per altre funzioni più utili.

Una domanda a questo punto sorge spontanea: come è possibile che popoli capaci di fondare società complesse e di costruire grandi edifici applicassero la ruota solo ai giocattoli? La spiegazione va ricercata nel fatto che sostanzialmente non esistevano animali da tiro. L’unico animale di grande taglia addomesticato in America era il lama, che però per la sua struttura fisica non è adatto a trainare veicoli.

Gli amerindi non sono stati gli unici popoli del pianeta a vivere senza conoscere il principio della ruota. In Africa, per esempio, la ruota era nota sin dall’epoca antica ai popoli più sviluppati, come gli abitanti della costa mediterranea, gli etiopi e alcuni altri, ma nella maggior parte del territorio a sud del Sahara fu introdotta solo dopo l’arrivo degli europei (in alcuni casi solo nell’800).

Innovazioni recenti

Nel corso dell’età antica, del Medioevo e dell’età moderna, il principio della ruota fu usato per varie applicazioni. Per esempio, le ruote ad acqua alimentavano i mulini, sfruttando l’energia prodotta dalla corrente di fiumi e torrenti.

Nell’ambito dei trasporti, dopo l’introduzione della ruota a raggi, per millenni non vi furono progressi tecnologici particolarmente importanti. Le ruote usate ai tempi di Socrate (V secolo a.C.) non erano molto diverse da quelle del tempo di Napoleone (inizio dell’Ottocento). Certo, c’erano stati miglioramenti nella scelta dei materiali o nella precisione della forma, ma le componenti basilari restavano le stesse.

Fu solo negli anni ’80 dell’Ottocento che fu introdotta un’innovazione paragonabile, per la sua importanza, a quella dei raggi: lo pneumatico, che ha il grande vantaggio di adattarsi alle imperfezioni del terreno e di assorbire gli urti. L’invenzione si deve all’inglese John Dunlop, che nel 1888 brevettò il sistema di rivestire le ruote con gomma riempita di aria (c’erano stati alcuni tentativi precedenti, ma non avevano dato vita alla produzione di massa).

Anche in questo caso, l’innovazione si associò a un’altra invenzione: quella dei veicoli meccanici, la bicicletta e l’automobile. Da allora – è banale dirlo – il binomio ruota con pneumatico – mezzo di trasporto meccanico è diventato inscindibile.