„Considerații asupra conținutului științific al învățământului superior tehnic cu profil metalurgic, din secolul XIX-lea și începutul secolului al XX-lea” (II)
Considerations on the scientific content of higher technical education, with metallurgical profile, in nineteenth century and early twentieth century (II)
Ing. Duţă Vasile
Vom continua să punem în evidență noi valențe ale învățământului superior tehnic, din perioada revoluției industriale, o caracteristică economică dominantă în Europa secolului al XIX-lea, cât și de la începutul secolului al XX-lea.
Ieșit din tiparele scolastice învățământul de toate gradele a înflorit în perioada renascentistă. Astfel constatăm în domeniul învățământului studierea gramaticii, retoricii și dialecticii (trivium), aritmeticii, geometriei, astronomiei și teoriei muzicii (quqdrivium). Din Renaștere aceste șapte arte liberale, în sensul că prin studiul lor îi face pe oameni liberi, au fost tratate cu metode noi în spiritul larg umanist. Învățământul superior, călit prin revoluțiile burgheze din Anglia, Franța sau Germania și prin revoluția americană în care SUA au obținut independența, se baza organizatoric, la fel, pe o specializare intensivă făcea ca unele universități să se bucure de un prestigiu mai ridicat față de altele. Cursurile durau două ore, fiind urmate de discuții pe problemele tratate în lecție sau altele adiacente. [1] Această structură o întâlnim și astăzi: două ore de curs, însă discuțiile au loc la seminarii.
Istoria științei și tehnicii ne dovedește că între învățământ, mai ales cel superior și dezvoltarea tehnicii este o legătură intrinsecă. Un exemplu simplu poate ilustra această paradigmă. James Watt (1736-1819) a fost un matematician, inginer scoțian și un deosebit inventator. Lucrând la Universitatea din Glasgow, el a adus o îmbunătățire importantă mașinii cu abur, prin inventarea camerei de condensare a aburului și a regulatorului de turație. Cea mai importantă invenție a sa, din 1784, este însă locomotiva cu aburi. Watt a fost cel care a introdus ca unitate de măsură noțiunea de cal putere, echivalentul ridicării a 550 de livre forță într-o secundă.
În sistemul metric, calul putere este forța necesară ridicării unui corp de 75 kgf, la înălțimea de un metru, în timp de o secundă, echivalent cu 735,49875 wați.
Henry Le Chatelier ne demonstrează în lucrarea sa „ Introduction a l’étude de la métallurgie” printr-o figură de stil, comparația, importanța și eficiența caracterului științific al instruirii. Inginerii, formați prin metode științifice, prestează o muncă de un randament mult mai ridicat față de inginerii formați empiric. Un exemplu tipic de această natură, ne este furnizat prin compararea activității științifice lui Bessemer cu aceea a lui Siemens.
Sir William Siemens (1823-1883) a fost un savant, un matematician, membru al Societății Regale din Londra ca și Bessemer. A făcut studiile la Școala Politehnică din Magdenburg și Universitatea din Göttingen. A trecut din Germania în Regatul Unit, în 1843, unde a desfășurat o carieră inginerească strălucită, încununată cu multe descoperiri științifice în domeniile: termotehnică și electricitate. Primele sale lucrări, asupra recuperării căldurii, au ca punct de plecare noțiuni fundamentale de termodinamică, cercetări care au fost încununate cu inventarea cuptorului regenerativ.
Sir Henry Bessemer (1813-1898) a fost mai degrabă un maistru, un inginer lipsit de o completă instruire științifică; s-a format muncind într-un mic atelier de turnătorie al tatălui său. Descoperirea lui Bessemer, procedeu de fabricație a oțelului, a revoluționat cu siguranță metalurgia; având poate aceiași importanță cu descoperirea lui Siemens. El a avut o idee fericită, o veritabilă inspirație, dar a fost de scurtă durată. Cantitatea imensă de muncă depusă, până la 85 de ani de existență, nu a fost încoronată decât o singură dată de succes, datorită colaborării inginerilor care posedau cunoștințe științifice și tehnice mai dezvoltate decât ale lui. Deși a avut peste 120 de brevete, a fost înnobilat și a devenit membru al „The Royal Society of London”, s-a bucurat de o atenție mai redusă din partea autorităților engleze, în comparație cu Siemens. Acest lucru este observat și notat cu mult subiectivism de Le Chatelier, probabil influențat negativ și din cauza eșecului unei invenții a lui Bessemer, mult mediatizate în acel timp: „vaporul contra răului de mare.” Vaporul prototip a eșuat încă de la primele probe în largul mării.
Aruncând o privire asupra operei științifice a lui Sir William Siemens, din care se desprind cuptoarele cu recuperare, care au revoluționat nu numai metalurgia, dar și ceramica, industria sticlei și alte industrii care utilizează cuptoarele în lanțul tehnologic. În afara problemelor de termotehnică, el a studiat și construcția cablurilor submarine, o problemă de actualitate în acel timp. Într-o zi, a avut capriciul, sau curiozitatea științifică dublată de certitudini, de a poza el însuși un cablu între Anglia și Statele Unite. A ajuns la concurență cu unica companie care s-a ocupat până atunci de această problemă, o tehnologie de vârf în acel timp, firmă care dispunea în exclusivitate de un material verificat și de un personal experimentat. Pentru această încercare îndrăzneață, el s-a aventurat mai departe, construind o navă specială după propriile planuri, numită Faraday și a încredințat pozarea propriului cablu unui personal în întregime format de el , plasat sub conducerea lui și a unuia din frații săi. Din fericire a reușit să pozeze cablul submarin, în ciuda previziunilor unanim negative ale unor oameni de meserie contemporani.
Siemens a mai instalat primul sistem de poștă pneumatică, atât de răspândit astăzi, combinând cu un aspirator ejector cu aburi, invenția sa. [3]
Trebuie de asemenea menționat pirometrul său electric, mult timp necunoscut, considerat ca un aparat precis pentru măsurarea temperaturilor ridicate, întrebuințat curent în laboratoarele științifice din acel timp. Metoda de funcționare se bazează pe variația rezistenței electrice a metalelor cu temperatura (platina în acest caz). Dezvoltarea metalurgiei și a altor ramuri industriale, care utilizează căldura ca principal factor tehnologic, cerea cu insistență măsurarea temperaturilor înalte și implicit crearea unor aparate adecvate acestui scop științific. În acest sens, Josiah Wedgwood (1730-1795), un ceramist englez devenit celebru prin firma sa producătoare de faianță fină și gresie, precum și pentru glazurile sale ceramice, a fost primul care a fost preocupat de măsurarea precisă a temperaturilor ridicate. În acest sens, el a creat, pentru necesitățile proprii ale firmei sale, un pirometru utilizând contracția argilei. Timp de un secol a fost singurul mijloc de măsurare a temperaturilor înalte. Le Chatelier (fig.1) spunea că: „pentru măsurarea temperaturii este necesară cunoașterea variației unui fenomen în raport cu aceasta” și exemplifică cu termometrele și pirometrele. Astfel un pirometru cu gaz utilizează măsurarea schimbării presiunii unei mase gazoase la volum constant, un pirometru calorimetric utilizează căldura de încălzire a metalelor (platina în laborator, nichelul în uzine), pirometrul cu radiație utilizând căldura radiată de corpurile calde, pirometrul optic care utilizează măsurarea fotometrică a unei radiații de o lungime de undă dată, în spectrul vizibil (ex. pirometrul Le Chatelier), pirometrul cu rezistență electrică care utilizează variația rezistenței electrice a metalelor cu temperatura (ex. pirometrul Siemens), pirometrul termoelectric utilizând măsurarea forțelor electromotoare dezvoltate prin diferența de temperaturi între două suduri termoelectrice a două materiale diferite opuse. [5] Dezvoltarea termometriei și a pirometrelor a stimulat imens cercetarea științifică de nivel academic, ca și producția industrială. Astfel Robert Abbott Hadfield prezentat în fig.2 este considerat ca inventator al oțelurilor cu mangan și al pieselor turnate din acest aliaj. A inventat deasemenea oțelurile aliate cu siliciu întrebuințate în multe aplicații electrice, precum și oțelurile pentru arcuri și pentru palete fine.
Provine dintr-o familie de metalurgi, tatăl său a fost deținătorul firmei Hadfield’s Steel Foundry, din Sheffield, una din primele turnătorii de oțel. Activitatea a fost continuată de Robert Hadfield, care a făcut din întreprinderile moștenite de la tatăl său printre cele mai importante din lume. A efectuat peste 200 de lucrări de cercetare în domeniul metalurgic, pentru care a fost ales membru al Royal Society în 1909 și membru al Academiei Regale de Științe din Suedia. Clădirea Departamentului de Știința și Ingineria Materialelor al Universității din Sheffield îi poartă numele. Hadfield a fost preocupat întotdeauna și de calitatea învățământului Metalurgic din Marea Britanie. În lucrarea sa „The History and Progress of Metallurgical Science” face o descriere a numărului de unități de învățământ în care: Imperiul Britanic inclusiv dominioanele și coloniile avea 60 de universități, 233 colegii și 44 școli tehnice deținând un loc de frunte, SUA avea 98 de universități și 16 școli tehnice, Franța 16 universități, Italia 22, Austro-Ungaria 11, Germania 21. [6,7]
În privința personalului didactic din Universități: conducători, profesori, lectori, demonstranți și asistenți instruiți, se crede că numărul lor în Imperiul Britanic este de aproximativ 10.000, o cifră remarcabilă pentru începutul secolului al XX-lea. Tot în lucrarea citată, Hadfield ne descrie metodele la nivel universitar de pregătire în metalurgie. În acest sens descrie „Conferința Inter-universitară de Metalurgie”, desfășurată în februarie 1922, la care au participat peste 50 de delegați reprezentând: Londra, Birmingham, Leeds, Cardiff, Manchester și Glasgow. În urma unor discuțiilor s-au tras câteva concluzii interesante asupra desfășurării învățământului metalurgic:
1) Studierea unor cunoștințe avansate din: matematică, fizică, chimie și chimie fizică are o deosebită importanță, prin asigurarea unei importante baze științifice necesare asimilării cunoștințelor de metalurgie;
2) Specializarea metalurgică este dorită după absolvire;
3) Scurtarea vacanțelor de Crăciun și de Paști, pentru a permite un interval mai mare cursurilor de vară, propunere ce a creat disensiuni între participanți;
4) Necesitatea pregătirii într-o a doua limbă străină vie, mai ales cu terminologia specifică metalurgiei, limba latină făcând parte din programa de studiu ;
5) Necesitatea existenței unei Societăți de Metalurgie la nivel de universitate;
6) Includerea în programă a unui curs de activități economice industriale, cu specific de metalurgie;
7) Necesitatea, ca în ultimul an de curs, să se studieze aspecte ale cercetării științifice moderne;
8) Adevăratul țel al unei universități este de a forma cetățeni adevărați.
Au mai fost discuții privind varianta franceză a învățământului metalurgic ca după trei ani să se acorde un „Titlu în Științe Pure” și după o perioadă suplimentară de cinci ani „Diploma în Metalurgie”. De asemenea a fost subliniată importanța unor lucrări practice de metalurgie. S-a mai subliniat importanța cunoașterii și studierii fontelor turnate, influența siliciului asupra fontelor turnate, aliajele fierului cu siliciul etc.
Nu putem trece cu vederea importanța reuniunilor internaționale referitoare la învățământul superior, analizei structurii și a dezvoltării sale. Astfel a avut loc la Paris, în anul 1900: „Al 3-lea Congres Internațional al Învățământului Superior” cu o participare din peste 20 de țări din toate continentele.
Congresul a stabilit câteva probleme care trebuiau studiate:
1) Crearea de metode în favoarea studenților menite să evite izolarea lor;
2) Extinderea universitară;
3) Formarea de către universități a cadrelor didactice pentru învățământul superior, secundar și primar în cadrul unor programe speciale;
Din partea României a participat o delegație de 8 personalități condusă de prof. Bogdan de la Universitatea din Iași, ales vicepreședinte al Congresului. Prof. A.D Xenopol rectorul Universității din Iași a susținut lucrarea „Necesitatea studierii teoriei istoriei în Universități”. Din delegație a făcut parte și profesorul Spiru Haret de la Universitatea București, Facultatea de Științe, Membru al Academiei și fost ministru reformator al învățământului în trei mandate: 1897-1899, 1901-1904, 1907-1910. La data participării la congres 1900 efectuase deja un stagiu de ministru al Instrucțiunii Publice.
Din punct de vedere metalurgic ne reține atenția lucrarea prezentată la Congres de către Henry-Marion Howe, profesor de metalurgie la Universitatea Columbia din New York -SUA: „Învățământul și laboratorul de metalurgie” menite să faciliteze studenților cunoașterea practică a unor noțiuni teoretice învățate. El descrie experiența americană în domeniu aducând un elogiu și savanților francezi Henry Le Chatelier pentru contribuția sa la măsurarea temperaturilor înalte și lui Floris Osmond (1849-1912) pentru dezvoltarea analizei metalografice, studierea fazelor aliajului fier carbon:α,β,γ și a punctelor critice de transformare. Lucrarea lui Osmond apărută în limba franceză în 1887 este reprezentată în fig.3 în traducerea engleză din 1904, la care a participat și autorul.
.jpg)
„Metalurgistul de mâine trebuie să fie capabil să se servească de pirometrul Le Chatelier, el trebuie să aibă o anumită experiență a examenului microscopic al metalelor și aliajelor” scria profesorul american Howe în lucrarea citată. [9] Același profesor american referitor la necesitatea asimilării unei culturi generale ridicate a studenților metalurgiști declara: „am cerut studenților mei să citească poezie, să asculte muzică bună, să vadă operele de artă din muzee, așa vor deveni mai buni ingineri” [7]
În încheiere se impun următoarele concluzii:
1) Dezvoltarea învățământului metalurgic este în consonanță cu dezvoltarea de ansamblu a învățământului superior;
2) Legăturile externe prin: asociații internaționale, conferințe, congrese și legături private între personalități, sunt factori ai dezvoltării și extinderii învățământului superior în general al celui tehnic în particular;
3) Crearea unei programe analitice care să corespundă cerințelor unui învățământ metalurgic modern programă structurată în două etape:
- consolidarea unor solide cunoștințe științifice de: matematică, fizică, chimie și chimie fizică;
- existența unor cursuri de specialitate, dublate de laboratoare specifice unor anumite domenii, pentru asimilarea cunoștințelor metalurgice de specialitate, precum și a unor cursuri economice specifice domeniului metalurgiei (materii prime, materiale, combustibili, energie, preț de cost, economie de piață);
4) Pregătirea studenților într-o limbă străină vie (engleză, franceză, spaniolă etc.) care constituie o a doua limbă în pregătirea de specialitate, alături de limba latină;
5) Existența în timpul verii a practicii în producție, precum și a unor cursuri de vară. Nu putem să nu amintim despre importanța cursurilor de vară ale lui Nicolae Iorga la Vălenii de Munte;
6) Perioada de stagiatură, pentru un număr de ani, ca element de tranziție de la absolvire, la asumarea unor răspunderi în producția industrială, învățământ sau cercetare.
Se impune o mică observație legată de mari profesori metalurgiști din perioada menționată, autori ai unor legi și principii științifice de bază pentru dezvoltarea metalurgiei ca știință, creatori de materiale, aliaje metalice, utilaje metalurgice și aparate de măsură și control, creatori ai unor importante școli de metalurgie în Franța, Marea Britanie, Germania, SUA, Suedia sau Rusia. Aceștia au cunoscut și tradus din limba latină, dar și din alte limbi de circulație, multe lucrări importante ale înaintașilor lor din secolele: al XVI-lea, al XVII-lea și al XVIII-lea și au scris remarcabile cărți de metalurgie, adevărate manuale și cursuri universitare de referință în epoca respectivă și prin acestea au creat o bază științifică solidă, pentru viitorii specialiști din domeniu. Două importante traduceri din latină pot fi exemplificate: poemul „Ferrum” compus de părinitele iezuit Xavier de la Sante în 1717, tradus din latină în franceză în 1906 de profesorul Floris Osmond, sau lucrarea „De Re Metallica” scrisă în limba latină de Georgius Agricola în 1556, a fost tradusă în limba engelză de către doi eminenți absolvenți ai Universității Stanford, Herbert Hoover inginer minier și soția sa Lou Hoover geolog, traducere editată de prestigioasa revistă britanică „The Mining Magazine” cu profil minier și metalurgic, lucrare apărută la Londra în 1912. Herbert Hoover a fost președinte al SUA între 1929-1933, singurul inginer ajuns președinte al Statelor Unite ale Americii. Poemul „Ferrum” este o prezentare poetică a fierului, acest element chimic indispensabil civilizației umane. Din aceat poem putem reține legenda metalurgiei, o contribuție la bogata mitologie legată de metale. Se spune că zeița Steaua Polară a coborât din cer și s-a îndrăgostit de un muritor, un păstor numit Siderite. Acesta i-a respins sentimentele ca și fratele său Sider. Zeița mânioasă i-a transformat pe unul în piatră și pe celălalt în fier. [6]
BIBLIOGRAFIE
1) Ovidiu Drâmbă: „Istoria culturii și civilizației” vol.11- editura „Saeculum I.O.”- București, 2007 pag. 19-66;
2) http://www.larousse.fr/encyclopedie/image/Henry_Louis_Le_Chatelier/1004386;
3) Henry Le Chatelier: „Introduction a l'étude de la métallurgie” - H. Dunod et E. Pinant - Éditeurs – Paris 1912, pag. 29-30- http://gallica.bnf.fr;
4) http://rsbm.royalsocietypublishing.org/content/obits/3/10/647.full.pdf;
5) Henry Louis Le Chatelier, O. Boudouard : „Mesure des températures élevés” – Georges Carré et C.Naud, Éditeurs – Paris 1900, pag.18 - http://gallica.bnf.fr;
6) Robert Abbott Hadfield : „The History and Progress of Metallurgical Science”- Birmingham University Metallurgical Society 1923 - http://archive.org;
7) Robert Abbott Hadfield : „Metallurgy and its influence on modern progress”- Oxford University Junior Scientific Club january 21 st., 1925 - http://gallica.bnf.fr;
8) Floris Osmond.: „Microscopic analysis of metals”- London: Charles Griffin & Company, Limited ,1904 - http://archive.org.
9) „Troisième Congrès International d’Enseignement Supérieur” – Paris (4 jouillet - 4 aout), 1900- http://gallica.bnf.fr;/
Niciun comentariu:
Trimiteți un comentariu