Recupero di un raro banco ottico del Mellonicostruito nella Palermo della “belle époque”

Aurelio Agliolo GallittoFilippo MirabelloDipartimento di Fisica e Chimica, Università di Palermo, via Archirafi, 36. I-90123 Palermo. E-mail: aurelio.agliologallitto@unipa.it

Salvatore LicataLiceo Classico Statale “Umberto I”, via Filippo Parlatore, 26/c. I-90145 Palermo.

Francesca TaorminaOsservatorio Astronomico “G.S. Vaiana”, Piazza Parlamento, 1. I-90100 Palermo.

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Museologia descrittiva e storicaMUSEOLOGIA SCIENTIFICA nuova serie • 10: 117-121 • 2016 ISSN 1123-265X

RIASSUNTOIn questo articolo discuteremo del recupero di uno strumento scientifico di particolare interesse storico-didat-tico appartenente alla Collezione del Liceo Classico Statale “Umberto I” di Palermo: un raro banco ottico delMelloni costruito alla fine del 1800 nella Palermo della “belle époque” dal “macchinista” Filippo Caliri.Nell’articolo discuteremo gli aspetti tecnici degli interventi conservativi effettuati.

Parole chiave: patrimonio scientifico e tecnologico, strumenti storici di fisica.

ABSTRACTRecovery of a rare Melloni’s optical bench built in Palermo during the “belle époque”

In the article we will report on the recovery of a Melloni’s optical bench built at the end of 1800 by the“macchinista” Filippo Caliri in the “belle époque” of Palermo. A scientific instrument of particular historicaland didactic interest belonging to the collection of Liceo Classico Statale “Umberto I” of Palermo. In the article,we will discuss the technical aspects of the interventions carried out.

Key words: scientific and technological heritage, historical physics instruments.

INTRODUZIONEIl Liceo Classico Statale “Umberto I” di Palermo fuistituito con Regio Decreto del 20 giugno 1878 (LoScrudato, 2015), ma le sue origini risalgono al 1788nel Convento di Sant’Anna, dove avevano sede lecosiddette Scuole Normali gestite da enti ecclesiasti-ci, un’innovazione rispetto all’istruzione tradizional-mente riservata agli aristocratici. La Scuola Normaledi Sant’Anna, nel novembre 1860, diventò ilGinnasio di Sant’Anna per volontà del generaleGiuseppe Garibaldi. Dal 1878 il nome venne mutatoin Ginnasio “Principe Umberto” e successivamentein Regio Liceo Ginnasiale “Umberto I”. L’Istituto fupositivamente investito dalla rivoluzione culturale escientifica della “belle époque” palermitana. Illustrifisici e matematici vi insegnarono, quali MicheleCantone (1857-1932) che successivamente divennedirettore dell’Istituto di Fisica dell’Università diNapoli e Giovanni Maisano (1851-1929) che succes-sivamente ottenne la cattedra di Algebra Comple -mentare all’Università di Palermo. Tra il 1924 e il

1927 parte di significativi finanziamenti inviati dalMinistero furono destinati all’acquisto di materialescientifico per i gabinetti di Fisica e di Chimica.Oggi il Liceo possiede una ricca collezione di stru-menti scientifici di interesse storico che include stru-menti di meccanica, acustica, termologia, elettrosta-tica, elettromagnetismo e ottica. A quest’ultima cate-goria appartiene il banco ottico del Melloni, descrit-to nel presente articolo. Il banco ottico è stato rinve-nuto per caso in un magazzino di “rottami” assieme auna “Wommelsdorfsche Kondensatormaschine” estava appunto per essere discaricato assieme ad altromateriale in disuso.In questo articolo, discuteremo gli aspetti tecnicidegli interventi effettuati sul banco ottico dellaCollezione del Liceo “Umberto I”. Le attività sonostate condotte nell’ambito di uno Stage Formativoorganizzato dal Dipartimento di Fisica e Chimicadell’Università di Palermo presso l’Officina diRestauro di Strumenti Antichi. In tale occasione, duestudenti del Liceo, sotto la guida di esperti e docenti

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universitari, hanno collaborato alle attività laborato-riali, maturando un primo approccio di natura didat-tica alle problematiche degli strumenti scientifici diinteresse storico-didattico.

IL BANCO OTTICO DEL MELLONIIl banco ottico del Melloni fu messo a punto nellaprima metà del XIX secolo da Macedonio Melloni(1798-1854), per condurre esperienze riguardanti ilcalore raggiante, termine con il quale veniva solita-mente indicata la radiazione infrarossa. I manuali diFisica dell’Ottocento riportano vari esperimenti chepossono essere realizzati con il banco ottico, comel’esperimento sulla propagazione rettilinea del caloreo la verifica della legge dell’inverso del quadrato del-le distanze, per dimostrare l’analogia tra luce e calore(Ganot, 1863).Il banco ottico del Melloni è composto da una guidadi ottone, sulla quale è incisa una scala graduata, fis-sata su una base di legno montata su quattro viticalanti. La guida funge da sostegno sia per la sorgen-te di calore (radiazione infrarossa) sia per il rivelato-re. Nel banco ottico venivano solitamente usate leseguenti sorgenti di calore:• lampada a olio di Locatelli, con sistema di ali -mentazione dello stoppino a flusso costante;• cubo di Leslie, costituito da una scatola cubica diottone contenente acqua portata a ebollizione da unbruciatore ad alcol alloggiato nella parte sottostante;il cubo ha una faccia annerita, una bianca, una luci-

data a specchio e una smerigliata per variare l’emit-tanza media delle superfici, massima per il nero eminima per il bianco;• spirale di platino portata a incandescenza con unbruciatore ad alcol e negli apparati più recenti elet-tricamente;• lamine di rame riscaldate a temperatura elevata,per esempio con un bruciatore ad alcol.Il banco ottico è corredato da vari accessori, compo-sti da lastrine di vetri colorati, schermi per seleziona-re il fascio generato dalle varie sorgenti e fenditureper regolarne l’intensità. Per esempio, un doppio dia-framma (chopper) costituito da due pannelli neriparalleli distanziati di circa un centimetro posto suuna base reclinabile che ha funzione di “interrutto-re”, poiché alzato interrompe il fascio assorbendo laradiazione; oppure, un diaframma con fenditure divarie forme e dimensioni che possono essere aperteuna per volta per mezzo di un meccanismo a discorotante. Infine, l’elemento fondamentale del bancoottico del Melloni è il rivelatore, costituito da unatermopila e un galvanometro. La termopila, formatada lamine di bismuto e antimonio opportunamentecollegate in serie, fu ideata nel 1829 dal fisico italia-no Leopoldo Nobili (1784-1835) e si basa sull’effettotermoelettrico scoperto nel 1822 dal fisico estoneThomas Johann Seebeck (1770-1831). In figura 1 èriportata una illustrazione del banco ottico delMelloni (Ganot, 1863), in cui sono mostrati i varielementi che lo compongono.

Fig. 1. Illustrazione del banco ottico del Melloni, tratta da Ganot. Sono mostrati i seguenti elementi: S-sorgente,

K-diaframma, F-diaframma, I-goniometro con specchio (m), R-alidata, P-pila termo-elettrica (termopila), G-galvanometro, H-diaframma a gomito.

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Lo strumento oggetto del restauro è costituito dauna base rettangolare in legno di mogano, 20 cm lar-ga e 70 cm lunga, poggiante su quattro piedi in otto-ne laccato provvisti di viti calanti. Esso è identificatoda un numero di inventario principale 8641 riportatosu un’etichetta cartacea, congiuntamente alle duefrasi “Apparato Melloni - per calore raggiante”.Inoltre, sulla base di legno è presente una targhettametallica con l’incisione della firma del costruttore“Filippo Caliri - Palermo” (fig. 2). Sulla base di legnoè collocata la guida di ottone laccato, con una scalaincisa che misura 102 cm, su cui possono essere posi-zionati i cavalieri in ottone laccato muniti di viti apressione. Sono pervenuti in totale sei cavalieri, tredei quali sono numerati secondo la sequenza: IV 90,IV 92 e IV 93. Considerato che sui restanti cavalierisi trovano tracce della stessa vernice, è probabile cheessi riportassero analoga numerazione, oggi non piùleggibile. Anche la base di legno riporta il numeroIV 88 applicato con la stessa vernice. I cavalieri reg-gono i seguenti elementi:• uno regge quattro lampade a incandescenza conportalampada in vetro (fig. 3) collocate sopra unsupporto orizzontale disposto perpendicolarmentealla guida del banco ottico (fig. 4); uno regge unasola lampada con portalampada in vetro; le duedisposizioni di lampade probabilmente servivano adavere sorgenti di differente intensità luminosa;• tre cavalieri reggono altrettanti schermi di formarettangolare, uno dei quali dotato di un diaframmacon finestre circolari, utilizzato per selezionare edeventualmente variare l’intensità del fascio generatodalla sorgente;• infine, sul sesto cavaliere è fissata un’alidata chesostiene un goniometro graduato con puntatore, sulquale veniva posizionato uno specchio per deviare ilfascio radiante di uno specifico angolo.Due degli schermi riportano una etichetta cartacea,sulla quale è riportato il numero di inventario principa-le, 8641. La presenza di diversi numeri di inventario,lascia intuire che gli accessori siano stati aggiunti inperiodi differenti e che lo strumento constava origina-riamente di più parti, compresa la termopila e il galva-nometro per la rivelazione della radiazione infrarossa.

CONTESTO STORICO: LA FIGURA DI FILIPPO CALIRI L’interesse di approfondire il contesto storico nasceprincipalmente dalla volontà di indagare sulla figuradi Filippo Caliri (1837-1922), nome del costruttore,che compare sulla targa metallica applicata sulla basedi legno del banco ottico (fig. 2). Laureatosi in medicina nel 1859, Caliri fu “chirurgomilitare di battaglione” durante le campagne delperiodo garibaldino, che portarono all’Unità d’Italia.Conclusa l’esperienza militare, decide di intrapren-dere una carriera nell’ambito della Fisica sperimenta-le e applicata. Infatti, dall’elenco dei docenti dellaRegia Università di Palermo (1820-1880) edall’Annuario della Istruzione Pubblica del 1861/62,si trova che Filippo Caliri ricoprì il ruolo di dimo-stratore della cattedra di Fisica Sperimentale nel1861/62 (Direttore del Gabinetto di Fisica Prof.Giuseppe Lo Cicero), fu assistente nel 1864 e mac-chinista nel 1870/71 (Direttore del Gabinetto diFisica Prof. Pietro Blaserna ed assistente provvisorioDamiano Macaluso). Con Macaluso, Caliri pubblicònel 1871 un articolo sul “Giornale di ScienzeNaturali ed Economiche” dal titolo “Misure barome-triche delle altezze sul livello del mare di talunemontagne che circondano Palermo” (Caliri &Macaluso, 1871). Il valore scientifico di Caliri è con-fermato dalla nomina come supplente nell’insegna-mento universitario dall’illustre Pietro Blaserna ecome ordinario di Fisica nei RR Istituti Tecnici.Viene commemorato e ricordato da Merenda comeuno scienziato che “alle ricerche dottrinali preferivale applicazioni”. Questa sua passione per la Fisicaapplicata lo condusse alla realizzazione di un nuovotelegrafo elettrico stampante, in sostituzione di quel-lo di Morse a linee e punti, invenzione che tuttavianon godrà di grande successo. Caliri è ricordatosoprattutto per la fondazione nel 1870 dell’OfficinaTecnica Piazzi, dove lavorerà per 22 anni come

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Fig. 3. Lampade a incandescenza usate come

sorgente di radiazione infrarossa.

Fig. 2. Targhetta con inciso “Filippo Caliri

Palermo”.

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scienziato e meccanico realizzando strumenti diFisica per i Gabinetti delle Scuole e delle Università(Merenda, 1924). Si dimostrò sensibile al fervoreartistico e culturale del periodo. Viene infatti men-zionato tra i professionisti e studiosi, attivamentecoinvolti nelle conferenze organizzate dal Casinodelle Arti di Palermo, fondato nel 1864, su temi atti-nenti le arti e l’industria (Sessa, 2008). Filippo Caliriandò in pensione con decreto del 8/5/1913(Gazzetta Ufficiale, 1914).

Questa breve digressione storica sulla figura di Caliriconsente di datare approssimativamente il bancoottico tra la fine del XIX e gli inizi del XX secolo edi confermare la sua produzione locale: ciò conferi-sce un valore di rarità allo strumento e valorizzamaggiormente la collezione a cui esso appartiene.

INTERVENTI CONSERVATIVIGli interventi a cui è stato sottoposto il banco otticodella collezione del Liceo “Umberto I” hanno riguar-dato diverse problematiche di conservazione, legateprincipalmente alla natura polimaterica dello stru-mento. Considerato il pregio di tale apparato, abbia-mo effettuato interventi conservativi mirati a preser-vare tutti gli elementi restanti e recuperare l’aspettooriginario, in modo da facilitare la comprensione delprincipio di funzionamento da parte del pubblicomeno esperto e contribuire in questo modo alla valo-rizzazione dello strumento (Marotti, 2004; Miniati,1988). Sebbene alcuni elementi fossero mancanti, lostrumento nel complesso versava in buono stato diconservazione e quindi sono stati effettuati i seguen-ti interventi:• rimozione del deposito superficiale con l’uso dipennellesse;• pulitura superficiale della base in legno con solu-zione del tensioattivo non ionico a pH neutro Tween20 in acqua demineralizzata a una concentrazionedel 2%;• pulitura degli elementi in ottone laccato e dei treschermi metallici con petrolio bianco e panno dicotone;• ricostruzione dei supporti in legno interni ai porta-lampada e pulitura delle parti in vetro con alcol;• ultimato il processo di pulitura, la base in legno èstata protetta con olio specifico per il restauro dellegno.Le foto dell’apparato prima e dopo gli interventi di

Fig. 4. Foto di alcuni particolari del banco ottico

prima degli interventi di restauro.

Fig. 5. Foto del banco ottico dopo gli interventi di restauro.

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restauro sono riportate rispettivamente nelle figure 4e 5. Conclusi gli interventi, lo strumento è stato col-locato nelle sale espositive del Liceo per essere fruitodurante le visite della collezione.

DISCUSSIONE E CONCLUSIONIIl banco ottico fu costruito da Filippo Caliri, moltoprobabilmente, prendendo a modello quello delGabinetto di Fisica dell’Università di Palermo, acqui-stato nel 1850 dalle officine Ruhmkorff di Parigi(Inv. N. 184 del 1850). Considerato inoltre che lasorgente luminosa è costituita da una serie di lampa-de a incandescenza alimentate elettricamente, si puòragionevolmente pensare che lo strumento sia statocostruito tra la fine del XIX e l’inizio del XX secolo,subito dopo l’elettrificazione della città di Palermo.Purtroppo, non è stato possibile trovare riferimentinegli inventari del Liceo, in quanto molto materialesoprattutto cartaceo è andato distrutto durante ibombardamenti dell’ultimo conflitto mondiale.Oggi il Liceo “Umberto I”, consapevole del ruoloqualificante che gli strumenti scientifico-didatticirivestono nei processi di formazione scolastica e del-la loro valenza storica, ha intrapreso un rilevantepercorso propedeutico all’istituzione di un museoscolastico tematico, al fine di garantire la salvaguar-dia delle collezioni scientifiche e favorire un proces-so di diffusione della conoscenza, riguardo la storiadel Liceo e delle sue collezioni (Lo Scrudato, 2015).In tale prospettiva, la collaborazione con l’Universitàconsente di creare per gli studenti nuove opportu-nità di apprendimento extra-scolastico e di crescitacon valenza didattica per quanto riguarda lo studiodelle leggi fisiche che stanno alla base del funziona-mento di uno strumento scientifico e con valenzaprofessionalizzante per quanto riguarda le tecniche ele metodologie di restauro, contribuendo in questomodo attivamente alla valorizzazione e tutela dellacollezione del Liceo. In conclusione, nell’articolo abbiamo discusso delrecupero di un raro banco ottico del Melloni, appar-tenente alla collezione di strumenti scientifici delLiceo Classico Statale “Umberto I” di Palermo. Gliinterventi effettuati hanno permesso di individuarela costruzione di questo banco ottico pressol’Officina Tecnica Piazzi, fondata da Filippo Calirinel 1870 a Palermo, fornendo un elemento di raritàche valorizza non solo lo strumento restaurato mal’intera collezione di cui esso fa parte. Gli studenti,

che hanno frequentato lo Stage Formativo, organiz-zato dal Dipartimento di Fisica e Chimica, hannomigliorato il loro apprendimento in riferimento agliargomenti scientifici connessi con l’uso del bancoottico per la dimostrazione delle leggi fisiche sulcalore raggiante (radiazione infrarossa) e la sua ana-logia con la luce.

RINGRAZIAMENTIGli autori desiderano ringraziare il DirigenteScolastico Prof. Vito Lo Scrudato e gli studenti delLiceo Classico Statale “Umberto I” di Palermo chehanno partecipato allo Stage; la Dott.ssa IleanaChinnici per una attenta e critica lettura del mano-scritto; infine, il Sistema Museale dell’Università diPalermo per il supporto finanziario.

BIBLIOGRAFIA CALIRI F., MACALUSO D., 1871. Misure barometrichedelle altezze sul livello del mare di talune montagneche circondano Palermo. Giornale di scienze Naturali edEconomiche Vol. VII, Parte I: 138.

GANOT A., 1863. Trattato elementare di fisica sperimentaleed applicata e di meteorologia. Pagnoni Editore, XVIIEdizione, Milano, p. 314.

GAZZETTA UFFICIALE DEL REGNO D’ITALIA N. 202 del24 Agosto 1914

LO SCRUDATO V., 2015. Storia del Liceo “Umberto I” diPalermo attraverso la dotazione tecnico scientifica. In:Agliolo Gallitto A. (ed.), Atti del Convegno, Glistrumenti scientifici delle collezioni storiche nell’a-rea palermitana, Palermo 23 - 24 ottobre 2014.Quaderni di Ricerca in Didattica (Science), suppl. n.7: 11-18.

MAROTTI R., 2004. Introduzione al restauro della strumen-tazione di interesse storico scientifico. Il Prato, Padova.

MINIATI M., 1988. Il restauro degli strumenti scientifici.Alinea ed., Firenze.

SESSA E., 2008. Arte e architettura in Sicilia fra “belleépoque” e “anni ruggenti”. In: Quartarone C., SessaE., Mauro E., Arte e architettura liberty in Sicilia,pp.131-170.

Submitted: July 27th, 2016 - Accepted: October 18th, 2016Published: December 16th, 2016

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