Breve storia del trapano: l'evoluzione delle tecniche di foratura

La storia del trapano dagli antichi a oggi, per capire come siamo arrivati ai moderni utensili di foratura. Dal trapano manuale, al trapano a corda, diventato poi trapano ad arco, fino ad arrivare alle trivelle e ai trapani a percussione.

Le prime tracce di trapano manuale

Le prime di tracce di perforazione su materiali come pietre, denti e ossa risalgono all'età della pietra: già l'Homo Sapiens aveva scoperto che applicando un semplice movimento rotatorio e della pressione ad uno stecco su una superficie era possibile creare dei fori, sperimentando una prima forma di trapano manuale a volte abbinato all'uso di materiali abrasivi come la sabbia.

A volte, inoltre, invece di sfregare il bastone tra le mani l'operatore utilizzava una cordicella attorcigliata al bastone di cui tirava le estremità. Con questa tecnica si effettuava lo stesso movimento rotatorio ma con minor sforzo dell'operatore (come da immagine). Questo rudimentale utensile permetteva una rotazione più veloce e quindi una maggiore efficacia di foratura.

Già nel paleolitico, quindi, gli antichi utilizzavano tecniche di perforazione per costruire strumenti di lavoro, armi, etc. Reperti di avorio, gusci o ossa forate risalenti a periodi antichi sono stati trovati in molte parti del Mondo, a riprova che questa tecnica veniva usata da diverse civiltà.

Minimizzare lo sforzo di foratura: il trapano ad arco

Circa nell'anno 8000 AC, poi, molte civiltà scoprirono che legando una corda attorno a uno stecco da tenere in verticale e attaccando le estremità di questa corda alle estremità di un altro stecco posto invece in posizione orizzontale (a formare un arco) si poteva ottenere lo stesso effetto di perforazione ma con minor sforzo.
Nasce così il cosiddetto "trapano ad arco", che veniva impiegato per perforare il legno, la pietra, per operazioni dentistiche e per accendere il fuoco. Oltre a permettere una velocità di rotazione maggiore rispetto al trapano a corda, permetteva anche di esercitare una maggiore pressione sul bastone con la punta, che poteva essere infatti effettuata con la mano invece che con la bocca come invece avveniva prima.
Questa tipologia di trapano veniva utilizzato in tutta Europa, Asia, Africa e Nord America ma si pensa sia nato in Egitto.

Nell'antica Roma nasce poi un utensile simile a questo, in cui però il bastone verticale si trova infilato in quello orizzontale attraverso un foro. C'è poi una una corda legata alle estremità del bastone orizzontale e un disco pesante infilato all'estremità del bastone verticale (per una maggiore precisione di foratura). Sia la velocità di rotazione che la pressione aumentano ancora rispetto agli utensili precedenti.
Questo sistema è utilizzato ancora oggi per lavori delicati e piccoli lavori di gioielleria.

Massimizzare la forza di torsione: le prime trivelle

Tra l'età romana e quella medievale vengono sperimentate delle prime forme di trivella manuale, che permetteva di effettuare buchi più grandi con una maggiore torsione. Queste trivelle erano composte da una parte superiore che fungeva da manico per effettuare il movimento rotatorio e una parte inferiore che rappresentava la "punta" per forare. In questo modo effettuare un buco più largo risultava più semplice e infatti queste trivelle rudimentali non venivano usate solo per forare ma anche per ampliare fori già esistenti.

Nel Medioevo viene poi apportata una modifica sostanziale a questo strumento: invece di mettere entrambe le mani sul "manico" superiore per ruotare la trivella, si scoprì che era possibile effettuare una rotazione continua e meno impegnativa creando un apposita manovella. La trivella prende quindi la forma segmentata con una "u" orizzontale per posizionare la mano, e un pomellino in cima per appoggiare l'altra mano e fare pressione. Questa forma è ancora oggi utilizzata nei trapani manuali con appoggio a petto.

Nuove esigenze di foratura: le prime forme di trapano a percussione

Molto importante per l'evoluzione della foratura è stata l'invenzione di una rudimentale forma di trapano a percussione avvenuta in Cina nel 500 AC. Si trattava inizialmente di un pezzo di legno legato ad una corda che, con un sistema di leve, permetteva di effettuare delle percussioni sul terreno, permettendo anche di forare la roccia.
Da quel momento alla tradizionale foratura rotativa si è affiancato un nuovo metodo di foratura che ha permesso di lavorare su superfici molto più ampie creando buchi più larghi e più profondi.
Tra questa invenzione e la modernità non ci sono state sostanziali modifiche dell'utensile, che veniva applicato principalmente per la creazione di pozzi.

La svolta della modernità: i brevetti di fine 800

Il trapano come lo conosciamo oggi comincia a delinearsi dopo l'invenzione del motore elettrico, e più precisamente nel 1889, con il brevetto del trapano elettrico, che apre la strada al primo trapano elettrico portatile creato dai fratelli Fein in Germania nel 1895.
La forma che hanno adesso i nostri trapani più comuni deriva invece dal brevetto Black&Decker del 1917: impugnatura a pistola e pulsante di avviamento in stile grilletto.
Si delinea così uno dei nostri trapani contemporanei, che deve quindi la sua tecnologia ai fratelli Fein e la forma alla Black&Decker.

Non sono comunque scomparsi i trapani manuali, che si affiancano a quelli pneumatici ed elettrici nella varietà di trapani che abbiamo a disposizione oggi. 
Ancora oggi il movimento rotatorio è rimasto il metodo principale per la foratura ma le tecniche si sono evolute notevolmente.

Fonti:
"Development of Drilling Technics from Ancient Ages to Modern Times" - IFToMM World Congress, Besançon (France)
"Drills and Bits in the Middle Ages" - Primitive Method
"Drill History" - Wikipedia
Immagine 1 "trapano a corda": LowtechMagazine.com
Immagine 2 "trapano ad arco": WildernessSurvivalSkills.com
Immagine 3 "trivella": Ebay
Immagine 4 "trapano a percussione": Wellspringafrica.org
Immagine 5 "brevetto Black&Decker": Google Patents