Green Design and Manufacturing for Sustainability 1st Edition Nand K. Jha (Author)

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Industrial and Manufacturing
Written by an educator with close to 40 years of experience in developing and teaching design
and manufacturing courses at the graduate and undergraduate levels, Green Design and
Manufacturing for Sustainability integrates green design and manufacturing within the frame-
work of sustainability, emphasizing cost, recyclables, and reuse. It includes the analytical tech-
niques for cost minimization, reduction of material waste, and the reduction of energy consumption
during the manufacturing process.
The text introduces sustainability principles, then goes on to detail all aspects of green design,
economics, feasible material selection, and relevant and efficient manufacturing processes. It
highlights techniques such as life cycle cost assessment, reuse, and recyclables and showcases
them with examples and problems solved.
In addition, the author defines green mechanical design as the selection of materials, processes,
and geometry that satisfies specified and implied environmental requirements. He stresses that for
sustainability, social, environmental, and economic development must be integrated and balanced.
Developed to bring environmental issues into the basics of mechanical component design
and manufacture, the textbook brings together principles of environmentally conscious design
and sustainable manufacture in a format with examples and problems that can be adapted for
undergraduate classes.
The carefully selected range of examples and exercises presented makes it easier to adopt into the
engineering curriculum suitable for senior-level undergraduates as well as first-year graduates.
Green Design and
Manufacturing
for Sustainability
Nand K. Jha
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Green Design and
Manufacturing for Sustainability
Jha
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Green Design and
Manufacturing
for Sustainability

Green Design and
Manufacturing
for Sustainability
Nand K. Jha

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Version Date: 20151109
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v
Contents
Preface xxvii
Acknowledgments xxxi
Author xxxiii
1 Introduction to Sustainability, Principles, and Its Effect on Design and
Manufacturing 1
1.1 Introduction................................................................................................................................................1
1.1.1 Water Has No Substitute..........................................................................................................3
1.1.2 Sustainable Water Management.............................................................................................3
1.1.3 Recycling Technologies............................................................................................................3
1.1.4 Getting Started..........................................................................................................................4
1.2 Design for Sustainability...........................................................................................................................6
1.2.1 Sustainable Initiatives...............................................................................................................6
1.2.2 Cleaner Production...................................................................................................................7
1.2.3 Design for Sustainability..........................................................................................................7
1.3 Objectives for Green Design.....................................................................................................................7
1.4 Rubicon of Engineering Design................................................................................................................8
1.5 Some Green Design Methods and Tools.................................................................................................8
1.5.1 Systems Thinking......................................................................................................................8
1.5.2 Environmental Life Cycle Assessment (LCA)......................................................................8
1.5.3 Material Flows and Cycles.......................................................................................................8
1.5.4 Green Indices.............................................................................................................................8
1.5.5 Design for Disassembly and Recycling Aids.........................................................................9
1.5.6 Risk Analysis..............................................................................................................................9
1.6 Mathematical Representations of Sustainability...................................................................................9
1.7 Material Selection and Label Advisors....................................................................................................9
1.8 Green Power Generation.........................................................................................................................10
1.9 Net Energy Analysis.................................................................................................................................10
1.10 Greenhouse Gas Emission Rates............................................................................................................11
1.11 Carbon Accounting in Corporations....................................................................................................11
1.11.1 Environmental Full Cost Accounting Methodologies......................................................11
References..............................................................................................................................................................13
Bibliography..........................................................................................................................................................13

vi
Contents
Section I Industrial Ecology and Sustainability
2 Industrial Ecology and Sustainability 17
2.1 Introduction..............................................................................................................................................17
2.2 Global Warming Potential......................................................................................................................21
2.2.1 Basic Principles........................................................................................................................21
2.3 Material Balances......................................................................................................................................25
2.4 Bases and Units.........................................................................................................................................25
2.5 Total Mass and Composition..................................................................................................................25
2.6 Continuous Processes..............................................................................................................................26
2.7 Blending.....................................................................................................................................................27
2.8 Drying........................................................................................................................................................27
2.9 Energy Balances........................................................................................................................................27
2.10 Heat Balances............................................................................................................................................28
2.11 Other Forms of Energy............................................................................................................................30
2.12 Flow Chart.................................................................................................................................................31
2.12.1 Method for Preparing Process Flow Chart.........................................................................31
2.12.2 Guidance for Material and Energy Balance........................................................................31
2.12.3 Steps in Mass and Energy Balance Calculation..................................................................32
2.13 Ecological Economics..............................................................................................................................35
2.14 Energy Economics....................................................................................................................................36
2.14.1 Embodied Energy Methodologies........................................................................................37
2.14.2 Embodied Energy in Common Materials...........................................................................37
References..............................................................................................................................................................38
Bibliography..........................................................................................................................................................39
3 Economics of Sustainable Engineering 41
3.1 Introduction..............................................................................................................................................41
3.2 Total Revenue, Total Costs, and Profit Relations.................................................................................41
3.2.1 Total Cost Function................................................................................................................41
3.2.2 Total Revenue Function.........................................................................................................41
3.2.3 Total Profit Analysis...............................................................................................................42
3.3 Life Cycle Cost Analysis..........................................................................................................................43
3.4 Efficiency and Life Cycle Cost Calculation of a Pump........................................................................44
3.4.1 Beyond Purchase Price...........................................................................................................44
3.4.1.1 Calculating Total Life Cycle Cost.....................................................................45
3.4.2 Reduced Energy Costs............................................................................................................45
3.4.3 System Changes.......................................................................................................................45
3.4.4 Energy Savings through Pump Control..............................................................................46
3.4.5 Maximize Pump Efficiency...................................................................................................46
3.4.6 LCC Educated Pump User.....................................................................................................47
3.5 Mechanics of Time Value of Money......................................................................................................47
3.5.1 Relationships for Discrete Compounding...........................................................................47
3.5.2 Geometric Gradient: Constant Percentage Increment......................................................48
3.5.3 Nominal and Effective Interest Rate....................................................................................51
3.6 Economic Project Selection.....................................................................................................................52
3.7 Benefit–Cost Relation for Recycling......................................................................................................54
3.8 Selection of Renewable Energy over a Time Period............................................................................56
3.9 Cost-Estimating Technique.....................................................................................................................56
3.10 Estimating Techniques............................................................................................................................58
3.10.1 Sources of Estimating Data...................................................................................................58
3.11 Indexes........................................................................................................................................................58
3.12 Parametric Cost Estimating....................................................................................................................60
3.12.1 Power-Sizing Technique.........................................................................................................60
3.12.2 Learning Curve Method........................................................................................................61

vii
Contents
3.13 Developing a Cost-Estimating Relationship (CER).............................................................................64
3.14 Sustainability Considerations in Cost Accounting.............................................................................65
3.15 Carbon Dioxide Sequestration and Storage.........................................................................................66
3.16 Sustainable Economy Problems.............................................................................................................68
References..............................................................................................................................................................72
Bibliography..........................................................................................................................................................72
4 Analytical Techniques for Sustainability Analysis 73
4.1 Nonlinear Optimization..........................................................................................................................73
4.1.1 Introduction to Optimization and Green Optimal Design..............................................73
4.1.2 Optimization Problem and Model Formulation................................................................74
4.1.2.1 Basic Components of an Optimization Problem...........................................74
4.1.3 Objective Function..................................................................................................................74
4.1.4 Statement of an Optimization Problem...............................................................................74
4.1.5 Basic Mathematical Model....................................................................................................75
4.1.6 Requirements for Application of Optimization Methods to Optimal Design..............75
4.1.7 Basic Design Problem.............................................................................................................75
4.1.8 Optimal Design.......................................................................................................................76
4.1.9 Selection of Optimal Shape...................................................................................................77
4.1.9.1 Circular Tray Design..........................................................................................78
4.1.10 Issues to Be Resolved by the Algorithm Developer...........................................................79
4.1.10.1 Gradient-Free Algorithms.................................................................................79
4.1.10.2 Diagnosis of Function Generator Difficulties (Knowledge-Based
Optimization)......................................................................................................79
4.1.10.3 Robust, Sturdy Software.....................................................................................80
4.1.10.4 Noise-Tolerant Algorithms................................................................................80
4.1.10.5 Application-Oriented Software Design...........................................................80
4.2 Single and Multiobjective Optimization: A Brief Overview..............................................................80
4.2.1 Model Development................................................................................................................82
4.2.2 Model Validation and Evaluation.........................................................................................82
4.2.3 Modeling Techniques.............................................................................................................82
4.2.3.1 Optimization Methods: Introduction and Basic Concepts..........................82
4.2.4 Variables...................................................................................................................................82
4.2.5 Constraints...............................................................................................................................82
4.2.6 Constraint Surfaces.................................................................................................................83
4.2.7 Formulation of Design Problems as Mathematical Programming Problems...............83
4.2.8 Problem Formulation.............................................................................................................84
4.2.9 Selection of Design Variables................................................................................................84
4.2.10 Selection of Constraints.........................................................................................................84
4.2.11 Objectives.................................................................................................................................84
4.2.12 Models.......................................................................................................................................84
4.2.13 Representation in Standard Form........................................................................................85
4.2.14 Problem Solution.....................................................................................................................85
4.3 Function of a Single Variable in Optimal Engineering Design.........................................................86
4.3.1 Monotonic Function...............................................................................................................86
4.3.1.1 Unimodal Function............................................................................................86
4.3.1.2 Optimality Criteria.............................................................................................87
4.3.1.3 Inflexion Point or Saddle Point.........................................................................87
4.3.2 Concept of Global Optimum.................................................................................................89
4.3.2.1 Algorithm.............................................................................................................89
4.3.3 Region-Elimination Methods................................................................................................89
4.3.4 Global Optimum.....................................................................................................................89
4.3.5 Interval Refinement Phase.....................................................................................................91
4.3.6 Methods Requiring Derivatives............................................................................................94
4.3.7 Newton–Raphson Method.....................................................................................................94
4.3.8 Newton Second-Order Method............................................................................................95

viii
Contents
4.3.9 Constrained Optimization....................................................................................................95
4.3.10 Equality-Constrained Optimization....................................................................................96
4.3.11 Lagrange Multiplier Method.................................................................................................96
4.3.12 Kuhn–Tucker Conditions......................................................................................................97
4.4 Engineering Design (Optimal Design) Examples.............................................................................102
4.5 Geometric Programming......................................................................................................................116
4.5.1 Geometric Programming Model........................................................................................116
4.5.1.1 Examples for Geometric Programming Problems......................................117
4.6 Comparing Classical and Advanced Techniques for Optimization...............................................136
4.6.1 Classical Optimization Techniques....................................................................................136
4.6.2 Advanced Optimization Techniques.................................................................................136
4.6.3 Optimization Software.........................................................................................................137
References............................................................................................................................................................137
Bibliography........................................................................................................................................................138
Section II Green Design and EOL Treatment
5 Principles of Green Design 141
5.1 Design for the Environment.................................................................................................................142
5.2 Environmentally Conscious Production............................................................................................144
5.3 Green Design Tools................................................................................................................................144
5.3.1 Mass Balance Analysis.........................................................................................................144
5.3.2 Green Indices.........................................................................................................................145
5.3.3 Energy Content......................................................................................................................145
5.3.4 Eco-Indicators.......................................................................................................................145
5.4 Footprint Indicators...............................................................................................................................145
5.4.1 Design for Disassembly and Recycling Aids.....................................................................146
5.4.2 Recycling................................................................................................................................146
5.5 Factors in Material Selection for Environmentally Conscious Design..........................................147
5.6 Green Designing and Machining.........................................................................................................147
5.7 Steps in Eco-Material Selection for Mechanical Components........................................................149
5.7.1 Selection of Material by Cost/Unit Volume Consideration............................................149
5.7.2 Merit Index Method..............................................................................................................154
5.7.3 Performance Index Method.................................................................................................155
5.8 Materials Properties Chart....................................................................................................................156
References............................................................................................................................................................162
Bibliography........................................................................................................................................................162
6 End-of-Life Treatment and Environmental Impact Scenario 163
6.1 LCA Analysis at EOL.............................................................................................................................164
6.2 Minimization of Embodied Energy.....................................................................................................167
6.3 Minimization of Carbon Footprint.....................................................................................................169
6.4 Product’s GHG Flow..............................................................................................................................170
6.5 Low-Carbon Design...............................................................................................................................170
6.6 Estimation of GHG Emission of a Product.........................................................................................171
6.6.1 Raw Materials Stage..............................................................................................................171
6.6.2 Manufacturing Stage............................................................................................................171
6.6.3 Distribution Stage.................................................................................................................172
6.6.4 Use Stage.................................................................................................................................172
6.7 End-of-Life Scenario..............................................................................................................................172
6.7.1 Estimation of Embedded GHG Emission of a Part..........................................................172
6.7.2 Concept of Low-Carbon Product System..........................................................................174
6.7.3 Establishment of GHG Emission Target............................................................................174
6.7.4 Establishment of BOM Structure.......................................................................................175

ix
Contents
6.7.5 Formation of g-BOM............................................................................................................175
6.7.6 Estimation of GHG Emissions Using g-BOM of the Product........................................175
6.7.7 Identification of Problematic Parts with High GHG Emissions....................................175
6.7.8 Selection of Alternative Parts to Replace Problematic Parts..........................................175
References............................................................................................................................................................176
Bibliography........................................................................................................................................................176
Section III Green Design of Mechanical Components
7 Spring Design for Sustainability 179
7.1 Green Spring Design..............................................................................................................................179
7.2 Helical Compression Spring Design....................................................................................................181
7.3 Principles of Green Spring Design.......................................................................................................183
7.3.1 Minimize Total Embodied Energy.....................................................................................183
7.3.2 Deflection of Spring..............................................................................................................184
References............................................................................................................................................................189
Bibliography........................................................................................................................................................189
8 Environmentally Conscious Design of Gears 191
8.1 Introduction............................................................................................................................................191
8.2 Gear Types...............................................................................................................................................191
8.2.1 Spur Gears..............................................................................................................................191
8.2.2 Helical Gears..........................................................................................................................191
8.2.3 Bevel Gears.............................................................................................................................193
8.2.4 Hypoid Gears.........................................................................................................................193
8.2.5 Worms and Worm Gears.....................................................................................................193
8.2.6 Planetary Gears.....................................................................................................................194
8.2.7 Rack and Pinion....................................................................................................................194
8.3 Common Terms in Gear Design: Power, Torque, Horsepower, and Gear Ratio..........................194
8.4 Gear Defects............................................................................................................................................194
8.5 Limits of Wear for Discarding..............................................................................................................194
8.6 Lubrication of Gears...............................................................................................................................195
8.7 Steps in Spur Gear Drive Design..........................................................................................................195
8.7.1 Guidelines for Adjustments in Successive Iterations.......................................................198
8.8 Helical Gear Design...............................................................................................................................198
8.8.1 Kinematics..............................................................................................................................199
8.8.2 Helical Gears, Geometry, and Nomenclature...................................................................199
8.8.3 Helical Gears: Force Analysis..............................................................................................202
8.8.3.1 Helical Gears Force Analysis: Bending Stress..............................................203
8.8.3.2 Helical Gear: Contact Stress............................................................................206
8.8.4 Helical Gear: Surface Fatigue Strength..............................................................................207
8.8.5 Helical Gear: Allowable Surface Fatigue Stress (AGMA)...............................................207
8.9 Crossed Helical Gear..............................................................................................................................209
8.9.1 Crossed Helical Gear: Design Tips.....................................................................................210
8.10 Worm Gear Design.................................................................................................................................210
8.10.1 Materials Used for Worm and Worm Wheel....................................................................211
8.10.2 Worm Gear Force Analysis.................................................................................................213
8.11 Bevel Gear Design...................................................................................................................................217
8.11.1 Nomenclature of Bevel Gears..............................................................................................217
8.12 Losses in Gearboxes...............................................................................................................................220
8.13 End-of-Life Considerations: Reuse, Recycling of Gears, and Sustainability Considerations.....222
8.14 Environmental Benefits of Gear and Steel Recycling........................................................................222
8.15 Innovative Gearboxes for the Waste and Recycling Industry.........................................................222
8.15.1 Flush Procedure for Gear/Rack Replacement...................................................................223

x
Contents
Reference.............................................................................................................................................................224
Bibliography........................................................................................................................................................224
9 Shaft Design 227
9.1 Introduction and Applications of Shaft...............................................................................................227
9.1.1 Definitions of Some Common Terms................................................................................227
9.1.2 Shaft Materials.......................................................................................................................230
9.1.3 Functions of a Shaft..............................................................................................................230
9.1.4 Shaft Bearings........................................................................................................................231
9.1.5 Transmitting Torque to and from Shafts...........................................................................232
9.1.6 Keys.........................................................................................................................................232
9.1.7 Key Data.................................................................................................................................232
9.1.8 Grub Screws and Set Screws................................................................................................234
9.1.9 Splines.....................................................................................................................................234
9.1.10 Shaft Failure Modes..............................................................................................................235
9.2 Stress Concentration and Fatigue Cracking.......................................................................................236
9.2.1 Mechanism of Fatigue Cracking.........................................................................................236
9.2.2 Load Cycles............................................................................................................................236
9.2.3 Fatigue Crack Propagation..................................................................................................237
9.3 Stress Concentrations.............................................................................................................................237
9.3.1 Stress Concentration Factors...............................................................................................238
9.3.2 Reducing Stress Concentrations.........................................................................................238
9.4 Shaft Stresses and Design......................................................................................................................242
References............................................................................................................................................................244
Bibliography........................................................................................................................................................244
10 Bearings and Green Engineering 245
10.1 Shaft Bearings..........................................................................................................................................245
10.2 Sliding-Contact Bearings......................................................................................................................246
10.2.1 Materials for Plain Bearings................................................................................................246
10.2.2 Lubrication of Plain Bearings..............................................................................................247
10.2.3 Characteristics of Plain Bearings........................................................................................247
10.2.3.1 Design of Plain Bearing...................................................................................248
10.3 Rolling-Contact Bearings......................................................................................................................252
10.3.1 Characteristics of Rolling-Contact Bearings....................................................................253
10.3.2 Tapered Roller Bearing.........................................................................................................254
10.3.3 Roller Thrust Bearing...........................................................................................................255
10.3.4 Needle Roller Bearings.........................................................................................................255
10.3.5 Ball Bearings..........................................................................................................................255
10.3.5.1 Ball Bearing Load Ratings and Life Calculations: General Notes
about Bearing Life.............................................................................................257
10.3.5.2 Basic Life Rating................................................................................................257
10.3.6 Calculation of Bearing Life..................................................................................................257
10.3.6.1 Calculation of Maximum Permissible Axial Load in Newtons.................258
10.3.6.2 Calculation of Minimum Loads.....................................................................258
10.3.6.3 Calculation of System Bearing Life................................................................258
10.3.7 General Notes about Bearing Load....................................................................................258
10.3.8 Dynamic Equivalent Radial Load Factor (P
r)...................................................................259
10.3.9 Life of a Ball Bearing.............................................................................................................259
10.3.10 Basic Static Radial Load Rating..........................................................................................260
10.4 Use of Bearing and End-of-Life Considerations................................................................................262
10.4.1 Bearing Failure......................................................................................................................262
10.4.1.1 Penetrating Fluid or Particles.........................................................................262
10.4.1.2 High Temperature or Gradient.......................................................................263
10.4.1.3 Incorrect Mounting..........................................................................................263
10.4.1.4 Shock Loads from Handling...........................................................................263

xi
Contents
10.4.1.5 Vibration at Standstill......................................................................................263
10.4.2 Bearing Alignment...............................................................................................................264
10.4.3 Bearing Preload.....................................................................................................................264
10.4.4 Ball Bearings: Guide to Selection, Applications, and Calculations...............................264
10.4.5 Understanding the Bearing Specification Provided by Manufacturers........................265
10.4.6 Other Bearing Features........................................................................................................265
10.4.6.1 Accuracy.............................................................................................................265
10.4.7 Relubrication Feature...........................................................................................................266
10.4.8 Classification according to Temperature...........................................................................266
10.4.9 Stabilization Feature.............................................................................................................266
10.5 Green Bearing Design............................................................................................................................266
10.5.1 Reducing Environmental Footprint by Reusing and Recycling Bearings....................266
10.5.2 Lubrication Management.....................................................................................................267
10.5.2.1 Lubrication of Bearings....................................................................................267
10.5.2.2 Sealing.................................................................................................................267
10.5.3 Recycling of Lubricants........................................................................................................268
10.5.3.1 Viscosity.............................................................................................................270
10.5.4 Specific Gravity (Density)....................................................................................................270
10.5.5 Cloud Point and Pour Point................................................................................................270
10.5.6 Water Content........................................................................................................................270
10.5.7 Flash Point..............................................................................................................................270
10.5.8 Fire Point................................................................................................................................270
10.5.9 Methodology for Recovering Used Lubricants.................................................................270
10.5.10 Recycling of Bearings at End of Life...................................................................................271
10.6 Plastic Bearing Design...........................................................................................................................271
10.6.1 Bearing Loading....................................................................................................................272
10.6.2 Running Velocity..................................................................................................................272
10.6.3 Bearing PV Limits.................................................................................................................272
10.6.4 Bearing Media.......................................................................................................................272
10.6.5 Plastic Bearing Lubrication.................................................................................................272
10.6.6 Metal Surface Hardness.......................................................................................................272
10.6.7 Metal Surface Finish.............................................................................................................273
10.6.8 Typical Plastic Bearing Applications [4–6].......................................................................273
References............................................................................................................................................................274
Bibliography........................................................................................................................................................274
11 Fastener Design 275
11.1 Introduction to Fasteners......................................................................................................................275
11.2 Riveting....................................................................................................................................................278
11.2.1 Press and Shrink Fits............................................................................................................278
11.2.2 Benefits of Cold Heading.....................................................................................................278
11.2.3 Common Industry Guidelines for Semitubular Rivets...................................................279
11.2.4 Types of Joint.........................................................................................................................281
11.2.5 Stresses in Joints....................................................................................................................281
11.3 Design of Bolts and Screws....................................................................................................................285
11.3.1 Fastener Load.........................................................................................................................285
11.3.2 Reciprocating Weight...........................................................................................................285
11.3.3 Other Stresses........................................................................................................................286
11.3.4 Geometric Configuration....................................................................................................286
11.3.5 Stress Riser Elimination.......................................................................................................286
11.3.6 Engaged Thread.....................................................................................................................286
11.3.7 Preload in Connecting Rod.................................................................................................287
11.3.8 Screw Thread Design: Screw Thread Fundamentals........................................................287
11.3.9 Effect of Thread Angle on Strength....................................................................................287
11.3.10 Thread Series..........................................................................................................................289
11.3.11 Fine Thread............................................................................................................................289

xii
Contents
11.3.12 Coarse Thread........................................................................................................................289
11.3.13 UNR Threads.........................................................................................................................289
11.3.14 UNJ Threads..........................................................................................................................289
11.3.15 Thread Strength.....................................................................................................................290
11.3.16 Standardization of Threads (Standard Inch Units)..........................................................291
11.3.16.1 Unified Coarse...................................................................................................291
11.3.16.2 Unified Fine.......................................................................................................291
11.3.17 Class Fit: Thread Fit..............................................................................................................291
11.3.18 Specification of Metric Threads..........................................................................................292
11.3.19 Metric Thread Series.............................................................................................................292
11.3.20 Metric Thread Fits.................................................................................................................292
11.3.20.1 General Purpose Fit..........................................................................................292
11.3.20.2 Close Fit..............................................................................................................292
11.3.21 Left-Hand Threads................................................................................................................293
11.3.22 Writing Notes for Threaded Holes.....................................................................................293
11.4 Design of Statically Loaded Bolted Joints...........................................................................................293
11.5 Estimation of Stiffness of Bolt and Joint Members............................................................................294
11.5.1 Length Ratio...........................................................................................................................294
11.5.2 Area Ratio...............................................................................................................................294
11.5.2.1 Sizing and Strength: How Big of a Screw Is Needed?..................................296
11.5.3 Rough Guide for Selection of Bolt or Screw......................................................................298
11.5.4 Preloading of Bolted Joints: Behavior of a Bolted Joint under a Varying Axial
Load.........................................................................................................................................298
11.5.5 Choice of Preload..................................................................................................................300
11.5.6 Control of Preload.................................................................................................................300
11.5.7 Loss of Preload.......................................................................................................................301
11.5.8 Design of Bolt Assembly......................................................................................................302
11.5.8.1 Torque Coefficient for Lifting..........................................................................302
11.5.8.2 Torque Coefficient for Thread.........................................................................302
11.5.8.3 Torque Coefficient for Collar..........................................................................302
11.5.8.4 Determining Torque.........................................................................................303
11.5.8.5 Universal Torque Table....................................................................................304
11.5.9 Torque Tables.........................................................................................................................305
11.5.10 Fastener Property Classes....................................................................................................305
11.5.11 Margins of Safety..................................................................................................................306
11.5.12 Torque Tension Performance Data.....................................................................................307
11.5.13 Typical Torque Tension Specification Requirements.......................................................307
11.5.14 Failure Modes........................................................................................................................307
11.5.14.1 Tensile Load Calculation.................................................................................308
11.5.14.2 Metric System....................................................................................................308
11.5.14.3 US System...........................................................................................................308
11.5.15 Evaluate Shear Stress in the Bolt.........................................................................................308
11.5.16 Shear Stress in Internal Thread...........................................................................................308
11.5.17 Preloading Mechanism Compliance..................................................................................312
11.5.18 Thermal Aspects in Bolt Design.........................................................................................312
11.5.19 Nuts and Bolts of Ceramic Fasteners.................................................................................314
11.5.20 Working with Alumina and Zirconia................................................................................314
11.6 Screw Fasteners.......................................................................................................................................314
11.6.1 Screw Fasteners Have the Following Advantages............................................................314
11.6.1.1 Disadvantages....................................................................................................315
11.6.2 Difference between a Screw and a Bolt?.............................................................................315
11.6.3 A Selection of Various Screw Fastener Heads...................................................................316
11.6.3.1 Classification by Fastener Type.......................................................................316
11.6.3.2 Classification by Driver Type; Required for Fasteners................................316
11.6.4 Driver Type Summary..........................................................................................................318
11.6.4.1 Classification by Head Style............................................................................318

xiii
Contents
11.6.4.2 Head Styles.........................................................................................................318
11.6.4.3 Screw Fastener Materials.................................................................................318
11.6.4.4 Plating of Steel Fasteners..................................................................................318
11.6.5 Fastener Head Proportions..................................................................................................319
11.6.6 Specifying a Screw Fastener.................................................................................................320
11.6.6.1 Thread Types: Most Common Types and When to Use Which................320
11.6.6.2 Coarse or Fine?..................................................................................................320
11.6.7 Fine vs. Coarse Threads........................................................................................................320
11.6.8 Rolled vs. Cut (Machined) Threads....................................................................................321
11.6.9 Sustainable Fastener Manufacturing.................................................................................322
11.6.9.1 Thread Production............................................................................................322
11.6.10 Substantial Material Saving.................................................................................................322
11.6.10.1 UNJ or MJ..........................................................................................................323
11.6.10.2 Standards............................................................................................................323
11.6.10.3 Constant Pitch Series........................................................................................323
11.6.10.4 Hole Detailing...................................................................................................323
11.6.11 Washers...................................................................................................................................323
11.6.12 Nuts.........................................................................................................................................324
11.6.13 Pins..........................................................................................................................................325
11.6.14 Spring Pin (or Roll Pin)........................................................................................................325
11.6.15 Split Pin (or Cotter Pin).......................................................................................................325
11.6.16 Cotter Pin...............................................................................................................................326
11.6.17 Keys and Keyways.................................................................................................................326
11.6.18 Circlips....................................................................................................................................327
11.6.19 Installation Checklist...........................................................................................................328
11.6.19.1 Fastener Problems.............................................................................................328
11.7 End-of-Life Considerations in Fasteners: Reuse of Fasteners and Bolts, DfE of Fasteners.........329
11.7.1 Lubricants and Concerns for the Environment................................................................330
11.7.2 Lubricant Benefits.................................................................................................................330
11.7.3 Finding the Right Lubricant for Fastener Assembly........................................................331
11.7.4 Life Cycle Cost and Profitability.........................................................................................332
11.7.5 Removing Rust from Nuts and Bolts..................................................................................333
11.7.5.1 Removing a Rusted Fastener...........................................................................333
11.7.5.2 Rust Removal Methods....................................................................................334
References............................................................................................................................................................334
Bibliography........................................................................................................................................................334
Section IV Design for Environment (DfE)
12 Design for Environment 339
12.1 Introduction to Design for Environment............................................................................................339
12.1.1 Growing Importance of Design for Recycling..................................................................341
12.1.1.1 Recovery Priorities............................................................................................341
12.1.2 Materials Most Commonly Recycled in the United States through Collection
Programs................................................................................................................................342
12.1.3 Waste Prevention and Recycling Effects on Global Warming.......................................342
12.1.3.1 Reduce Emissions from Energy Consumption............................................343
12.1.3.2 Reduce Emissions from Incinerators.............................................................343
12.1.3.3 Reduce Methane Emissions from Landfills..................................................343
12.1.3.4 Increase Storage of Carbon in Forests...........................................................343
12.2 Design for Assembly...............................................................................................................................343
12.2.1 Cost of Assembled Product.................................................................................................343
12.2.1.1 Methods: Time Measurement for Disassembly and Assembly..................345

xiv
Contents
12.3 Design for Disassembly..........................................................................................................................352
12.3.1 Design for Disassembly Guidelines....................................................................................353
12.3.1.1 The Design Problem for DfD..........................................................................354
12.3.2 Origin of the Concept of DfD.............................................................................................355
12.3.3 Some Existing Separation Techniques...............................................................................358
12.3.4 Distinction between Manual and Mechanical Separation.............................................358
12.3.4.1 Fastener Selection.............................................................................................359
12.3.5 Screw Disassembly Procedure.............................................................................................359
12.3.6 Embodied Energy in Recycling...........................................................................................362
12.3.7 Carbon Footprint Estimation..............................................................................................363
12.3.7.1 Material Selection.............................................................................................363
12.3.8 Principles of Design for Dismantling.................................................................................363
12.3.8.1 Use and Materials Selection............................................................................364
12.3.8.2 Marking Can......................................................................................................364
12.3.8.3 Choose Materials with Physical Properties That Can Be Separated.........364
12.3.8.4 Use Surface Treatments Wisely......................................................................364
12.3.9 Parts Design and Structure of Products............................................................................364
12.3.10 Selection and Use of Fasteners............................................................................................365
12.3.11 Synthesis of Rules of Design for Dismantling..................................................................367
12.4 Analytical Methods in Studies of Science for DfD...........................................................................370
12.4.1 Learning Curve Method of Assembly and Disassembly.................................................370
12.4.2 Evaluation Method of Disassemble-ability.......................................................................372
12.4.2.1 Spreadsheet-Like Chart....................................................................................372
12.4.2.2 Energy and Entropy for Disassembly............................................................373
12.4.2.3 Entropy Calculation.........................................................................................376
12.4.2.4 EOL Value for a Mechanical Component.....................................................376
12.4.3 Reduction of EOL Impacts through Design for Disassembly........................................377
12.4.4 Recycling Cost.......................................................................................................................377
12.4.5 Repair and Maintenance Cost.............................................................................................378
12.4.6 Remanufacture Cost.............................................................................................................378
12.4.6.1 Cost-Benefit Analysis of Recycling.................................................................379
12.4.6.2 Ecoproperties Calculation...............................................................................386
12.5 Design for Sustainability.......................................................................................................................387
12.5.1 Benchmarking.......................................................................................................................387
12.5.2 New Product Design.............................................................................................................388
12.5.3 Life Cycle Assessment for EOL Analysis...........................................................................388
12.5.3.1 Life Cycle Design (LCD)..................................................................................389
12.5.3.2 Embodied Energy Analysis for Reservoir Power Plant...............................391
12.5.3.3 Electrical Energy Output: Example...............................................................392
12.5.3.4 Preliminary Investigations and River Diversion..........................................392
12.5.3.5 Energy Embodied in Preliminary Investigations and River
Diversion...................................................................................................392
12.5.3.6 Major Civil Works............................................................................................393
12.5.4 Energy Embodied in Construction Materials of Major Civil Works............................393
12.5.5 Ancillary Construction Works...........................................................................................393
12.5.5.1 Embodied Energy Associated with Ancillary Construction Works.........393
12.5.6 Plant Operation and Maintenance.....................................................................................394
12.5.6.1 Difficulties Associated with LCA in EOL......................................................394
12.5.6.2 Footprint Indicators.........................................................................................394
12.5.6.3 Goals and Purpose of LCA..............................................................................395
12.5.6.4 Evaluation Methods of Disassemble-ability for Automotive
Components..................................................................................................396
12.6 EOL Vehicle Dismantling Process.......................................................................................................397
References............................................................................................................................................................397

xv
Contents
13 Snap-Fit Design 399
13.1 Introduction to Snap-Fit: General Discussion...................................................................................399
13.1.1 Reasons to Use Snap Fits.....................................................................................................400
13.1.2 Things to Be Aware of When Using Snap Fits.................................................................400
13.2 Annular Snap Fits..................................................................................................................................400
13.3 Cantilever Snap Fits...............................................................................................................................400
13.3.1 Design Aids............................................................................................................................404
13.3.2 Explanation............................................................................................................................405
13.3.3 Geometric Factors K and Z for Ring Segment..................................................................406
13.3.3.1 Cantilever Snap Joints......................................................................................406
13.3.4 Permissible Undercut............................................................................................................406
13.3.5 Deflection Force....................................................................................................................406
13.3.6 Deflection...............................................................................................................................412
13.3.7 Deflection Force....................................................................................................................413
13.3.8 Annular Snap Joints D: Permissible Undercut.................................................................413
13.3.9 Deflection Force and Mating Force....................................................................................414
References............................................................................................................................................................420
14 Finite Element Analysis (FEA) and Computer-Aided Design (CAD) 421
14.1 Introduction to Computer-Aided Design...........................................................................................421
14.1.1 Objectives of CAD Programs..............................................................................................421
14.1.2 Components of CAD............................................................................................................422
14.2 CAD Software: What to Look For........................................................................................................423
14.2.1 Design Tools...........................................................................................................................423
14.2.2 Interface Features..................................................................................................................423
14.2.3 Editing Tools..........................................................................................................................423
14.2.4 Help and Support..................................................................................................................423
14.2.5 Compatibility.........................................................................................................................423
14.3 NX 9.0 CAD Software Package.............................................................................................................423
14.3.1 NX Master Series Applications...........................................................................................424
14.3.2 I-DEAS Master Series Design Tasks...................................................................................424
14.3.3 Icon Panel of NX...................................................................................................................425
14.3.4 Menu Commands.................................................................................................................425
14.3.4.1 File Menu............................................................................................................425
14.3.4.2 Option Menu.....................................................................................................425
14.3.4.3 View and Display..............................................................................................425
14.4 Finite Element Analysis.........................................................................................................................425
14.4.1 FEA Software.........................................................................................................................426
14.4.2 Benefits of FEA......................................................................................................................426
14.4.3 Steps in Finite Element Method..........................................................................................427
14.4.3.1 Step 1: Discretize of Real Structure................................................................428
14.4.3.2 Step 2: Identify the Primary Unknown Quantities and Appropriate
Interpolation Function.....................................................................................428
14.4.3.3 Step 3...................................................................................................................429
14.4.3.4 Step 4: Solve for Unknown Displacements...................................................430
14.4.3.5 Step 5: Interpret the Result..............................................................................431
References............................................................................................................................................................435
Bibliography........................................................................................................................................................435
15 Computer-Aided Design Examples 437
Solid Modeling, Assembly, Finite Element Analysis, and Cost Estimation................................................437
15.1 CAD Example 1: Wind Power Generation.........................................................................................437
15.1.1 Introduction...........................................................................................................................437

xvi
Contents
15.1.2 Mechanical Components Design........................................................................................439
15.1.2.1 Analysis and Design.........................................................................................439
15.1.2.2 Solid Modeling..................................................................................................445
15.1.3 Materials.................................................................................................................................449
15.1.3.1 Cost.....................................................................................................................449
15.1.4 Life Cycle Analysis of Wind Power Generation...............................................................450
15.1.4.1 Embodied Energy Analysis of Wind Power Generation.............................450
15.1.5 Turbine Manufacturing and Dismantling........................................................................450
15.1.5.1 Steel.....................................................................................................................450
15.1.5.2 Glass Fiber..........................................................................................................452
15.1.5.3 Aluminum..........................................................................................................452
15.1.6 Site Preparation and Construction.....................................................................................452
15.1.7 Wind Farm Operation and Maintenance..........................................................................452
15.1.7.1 Steel.....................................................................................................................452
15.1.7.2 Copper................................................................................................................452
15.1.7.3 Aluminum..........................................................................................................453
15.1.7.4 Glass Fiber..........................................................................................................453
15.1.7.5 Permanent Magnet...........................................................................................453
15.1.7.6 Concrete.............................................................................................................453
15.1.7.7 Stone....................................................................................................................453
15.1.8 Wind Farm Decommissioning and Land Reclamation..................................................454
15.1.9 Discussion..............................................................................................................................454
15.2 CAD Example 2: Drum Brake..............................................................................................................455
15.2.1 Introduction...........................................................................................................................455
15.2.2 Analysis and Design.............................................................................................................455
15.2.2.1 Design of Spring................................................................................................455
15.2.2.2 Design of Solenoid............................................................................................456
15.2.2.3 Design of Drum.................................................................................................457
15.2.3 Solid Modeling.......................................................................................................................458
15.2.4 Assembly.................................................................................................................................462
15.2.5 Finite Element Analysis........................................................................................................462
15.2.6 Cost Estimation.....................................................................................................................463
15.3 CAD Example 3: Crankshaft and Flywheel........................................................................................463
15.3.1 Introduction...........................................................................................................................464
15.3.2 Analysis/Design.....................................................................................................................464
15.3.3 Solid Modeling.......................................................................................................................472
15.3.4 Manufacturing Processes.....................................................................................................472
15.3.5 Cost Estimation.....................................................................................................................473
15.3.6 Assembly.................................................................................................................................473
15.3.7 Finite Element Analysis........................................................................................................473
15.4 CAD Example 4: Design of Cam, Camshaft, and Rocker Arm.......................................................474
15.4.1 Design a Cam, Camshaft, Rocker Arm, and Assembly for a V-6 200 hp.....................474
15.4.2 Design.....................................................................................................................................475
15.4.3 Design of Camshaft—AISI 1020 Steel................................................................................479
15.4.3.1 Dynamic Check.................................................................................................480
15.4.3.2 Design of Spring—Stainless Steel...................................................................482
15.4.3.3 Design of Pushrod—Material Selected: AISI 1020 Steel.............................483
15.4.4 Tolerance Analysis................................................................................................................486
15.4.5 Manufacturing.......................................................................................................................486
15.4.6 Cost Analysis.........................................................................................................................486
15.4.6.1 Materials.............................................................................................................486
15.4.7 Overhead Costs......................................................................................................................487
15.4.7.1 Solid Modeling..................................................................................................487
15.4.8 Finite Element Analysis........................................................................................................490
15.4.8.1 FEA: Pushrod....................................................................................................491

xvii
Contents
15.4.8.2 FEA: Camshaft..................................................................................................491
15.4.8.3 FEA: Rocker Arm..............................................................................................491
15.5 CAD Example 5: Computer-Aided Design of Central Differential of an Automobile................492
15.5.1 Analysis and Design.............................................................................................................492
15.5.1.1 Bevel Gear Calculations...................................................................................492
15.5.1.2 Working Depth.................................................................................................493
15.5.1.3 Addendum of Gear...........................................................................................493
15.5.1.4 Gear Ratio..........................................................................................................493
15.5.2 Outboard Axle Shaft Calculations......................................................................................493
15.5.2.1 Shaft Material....................................................................................................493
15.5.2.2 Dimensions of Axle Shaft................................................................................493
15.5.2.3 Maximum Shear Stress, Moment, and Angle of Twist for Axle Shaft......494
15.5.3 Solid Modeling.......................................................................................................................494
15.5.4 Manufacturing Process........................................................................................................499
15.5.5 Cost Estimation.....................................................................................................................499
15.5.6 Codes and Standards............................................................................................................503
15.5.7 Assembly.................................................................................................................................503
15.5.8 FEA..........................................................................................................................................503
15.6 CAD Example 6: Design of Universal Joint in a Car........................................................................505
15.6.1 Analysis and Design.............................................................................................................507
15.6.2 Design of Driveshaft.............................................................................................................508
15.6.3 Design of Universal Joint.....................................................................................................509
15.6.4 Solid Modeling.......................................................................................................................509
15.6.5 Tolerance Analysis................................................................................................................510
15.6.6 Manufacturing Process........................................................................................................511
15.6.7 Cost Estimation.....................................................................................................................511
15.6.8 Codes and Standards............................................................................................................511
15.6.9 Assembly.................................................................................................................................511
15.6.10 FEA..........................................................................................................................................512
15.7 CAD Example 7: Piston and Connecting Rod...................................................................................513
15.7.1 Solid Modeling.......................................................................................................................520
15.7.2 Tolerance Analysis................................................................................................................522
15.7.3 Manufacturing Process........................................................................................................523
15.7.4 Cost Estimation.....................................................................................................................524
15.7.5 Codes and Standards............................................................................................................524
15.7.6 Assembly.................................................................................................................................524
15.7.7 FEA..........................................................................................................................................524
15.8 CAD Example 8: Universal Testing Machine.....................................................................................526
15.8.1 Solid Modeling.......................................................................................................................527
15.8.2 Manufacturing Process........................................................................................................531
15.8.2.1 Gears...................................................................................................................531
15.8.2.2 Screw Threads....................................................................................................532
15.8.2.3 Crosshead and Frame.......................................................................................532
15.8.2.4 Thrust Bearings.................................................................................................532
15.8.3 Cost Estimation.....................................................................................................................532
15.8.4 Cost Calculations..................................................................................................................533
15.8.4.1 Crosshead Cost Calculations..........................................................................533
15.8.4.2 Frame Cost Calculations..................................................................................533
15.8.4.3 Screw Thread Cost Calculations.....................................................................533
15.8.5 Assembly.................................................................................................................................534
15.8.5.1 18-Tooth Spur Gear...........................................................................................534
15.8.5.2 54-Tooth Spur Gear..........................................................................................534
15.8.5.3 Crosshead...........................................................................................................534
15.8.5.4 Frame..................................................................................................................535
15.8.5.5 Screw Threads....................................................................................................535

xviii
Contents
15.8.5.6 Thrust Bearings.................................................................................................535
15.8.6 FEA..........................................................................................................................................536
15.8.6.1 Crosshead...........................................................................................................536
15.8.6.2 Gear Tooth.........................................................................................................537
15.9 CAD Example 9: Crankshaft, Connecting Rod, and Flywheel.......................................................538
15.9.1 Introduction...........................................................................................................................538
15.9.2 Analysis and Design.............................................................................................................539
15.9.3 Solid Modeling.......................................................................................................................541
15.9.4 Tolerances and Allowances..................................................................................................543
15.9.5 Manufacturing Process........................................................................................................543
15.9.6 Cost Estimation.....................................................................................................................543
15.9.7 Codes and Standards............................................................................................................544
15.9.8 Assembly.................................................................................................................................544
15.9.9 FEA..........................................................................................................................................544
References............................................................................................................................................................549
Bibliography........................................................................................................................................................549
Section V Environmentally Benign Manufacturing
16 Introduction to Environmentally Benign Manufacturing 553
16.1 Introduction to Green Manufacturing................................................................................................554
16.1.1 Manufacturing Job Creation...............................................................................................555
16.1.2 Efficient Sustainable Manufacturing..................................................................................555
16.1.3 Waste Streams in Machining..............................................................................................557
16.1.4 Life Cycle Analysis of Manufacturing Waste...................................................................557
16.1.5 Waste of Energy in Form of Heat.......................................................................................558
16.1.6 Cutting Fluid Heat Transfer................................................................................................559
16.1.7 Cutting Fluids Waste Stream..............................................................................................559
16.1.8 Types of Cutting Fluids........................................................................................................559
16.1.8.1 Straight Oils.......................................................................................................559
16.1.8.2 Soluble Oils........................................................................................................560
16.1.8.3 Synthetic Fluids.................................................................................................560
16.1.8.4 Semisynthetic Fluids........................................................................................560
16.1.8.5 Environmental Issues of Cutting Fluids........................................................560
16.1.8.6 Tooling Stream..................................................................................................561
16.1.9 Critical Areas for Sustainable Manufacturing.................................................................561
16.1.10 Organization for Economic Cooperation and Development.........................................562
16.1.10.1 Sustainable Manufacturing Toolkit...............................................................562
16.1.10.2 Prepare................................................................................................................562
16.1.10.3 Measure..............................................................................................................563
16.1.11 British Standard Institution................................................................................................563
16.1.11.1 PAS 2050 (Publicly Available Specifications)................................................563
16.1.11.2 Production Materials........................................................................................564
16.1.11.3 Energy.................................................................................................................564
16.1.11.4 Capital Goods....................................................................................................565
16.1.11.5 Manufacturing and Service Provision...........................................................565
16.1.11.6 Transport............................................................................................................565
16.1.11.7 Storage of Products...........................................................................................565
16.1.11.8 Use Phase............................................................................................................565
16.1.11.9 Allocation to Coproducts................................................................................565
16.1.11.10 General Allocation Principle...........................................................................565
16.1.11.11 Use of Recycled Materials and Recycling......................................................565
16.1.11.12 Treatment of Emissions Associated with Reuse...........................................566

xix
Contents
16.1.12 Greenhouse Gases.................................................................................................................566
16.1.13 Calculation of GHG Emissions of Products Presented by PAS......................................567
16.1.14 Global Warming Potential...................................................................................................567
16.1.15 Assessment of Emissions Arising from Recycled or Recyclable Material Inputs........567
16.1.16 Single Release vs. Delayed Release......................................................................................569
16.1.16.1 Single Release.....................................................................................................569
16.1.16.2 Delayed Release.................................................................................................569
16.2 Thermodynamics in Manufacturing Sustainability..........................................................................570
16.2.1 Method of Material and Energy Balance...........................................................................572
16.3 Computational Tools for Green Manufacturing................................................................................572
16.3.1 Life Cycle Assessment...........................................................................................................573
16.3.2 Environmentally Conscious Production (ECP)...............................................................575
16.3.3 Estimation of Energy Consumption in Manufacturing Operations.............................576
16.3.4 Idle or Start-up Energy Estimation....................................................................................579
16.3.5 Environmental Burden of Cutting Tool (Te).....................................................................579
16.3.6 Environmental Burden of Metal Chips (CHe)..................................................................579
16.3.7 Burners....................................................................................................................................581
16.3.8 Burner Controls.....................................................................................................................581
16.3.9 Compressed Air.....................................................................................................................581
16.3.10 Heating System Best Practices............................................................................................581
16.3.11 Lighting Improvements........................................................................................................581
16.3.12 Process Controls....................................................................................................................581
16.3.13 Process Heat Recovery..........................................................................................................581
16.3.14 Process Motors, Pumps, and Fans......................................................................................581
16.3.15 Coolant Alternatives.............................................................................................................582
16.3.16 NESHAP: National Emission Standards for Hazardous Air Pollution........................582
16.3.17 LCA of Environmental Burden of Machining Operations.............................................582
16.3.18 Milling Machine Life Cycle Assessment...........................................................................582
16.3.19 Narita’s Algorithm of Environmental Burden Estimation.............................................583
16.3.20 Electric Consumption of Machine Tool (Ee)....................................................................584
16.3.21 Environmental Burden of Coolant (Ce).............................................................................585
16.3.22 Environmental Burden of Lubricant Oil (LOe)................................................................586
16.3.23 Environmental Burden of Cutting Tool (Te)....................................................................586
16.3.24 Environmental Burden of Metal Chips (CHe)..................................................................586
16.3.25 Electrical Energy Estimation for Manufacturing Processes..........................................589
16.3.26 Estimated Energy Footprint for Tooling...........................................................................593
16.3.27 Cutting Tool Examples.........................................................................................................593
16.4 Eco-Manufacturing Processes: Material and Process Families and Eco-Data.............................595
16.4.1 Energy Requirements for Materials Used in Manufacturing Processes.......................595
16.4.2 Life Cycle Analysis and Selection Strategies.....................................................................596
16.4.3 Strategy for Minimizing Eco-Impact.................................................................................596
16.5 Manufacturing Processes......................................................................................................................597
16.5.1 Carbon Dioxide (CO
2) Emission from Energy Generation............................................597
References............................................................................................................................................................598
Bibliography........................................................................................................................................................600
17 Turning Operation 601
17.1 Introduction to Single-Point Metal Cutting: Turning......................................................................601
17.1.1 Merchant’s Circle for Tool Forces.......................................................................................601
17.1.2 Cutting Power........................................................................................................................607
17.1.3 Life Cycle Analysis (LCA) of Turning Operation............................................................608
17.1.3.1 Material Balance...............................................................................................609
17.1.4 Turning of Plastics................................................................................................................613
17.1.5 Typical Standard Times for Capstan and Turret Lathe Operations..............................613
17.2 Lathe Tool Nomenclature and Setting.................................................................................................613
17.2.1 Lathe Components................................................................................................................613

xx
Contents
17.2.2 Typical Lathe Components..................................................................................................614
17.2.2.1 Headstock...........................................................................................................614
17.2.2.2 Tailstock.............................................................................................................614
17.2.2.3 Carriage..............................................................................................................614
17.2.2.4 Apron..................................................................................................................614
17.2.2.5 Cross Slide..........................................................................................................614
17.2.2.6 Compound Rest.................................................................................................614
17.2.2.7 Tool Post.............................................................................................................614
17.2.2.8 Bed.......................................................................................................................614
17.2.2.9 Ways....................................................................................................................615
17.2.2.10 Size......................................................................................................................615
17.2.3 Turret Lathe...........................................................................................................................615
17.2.4 Square and Hex Turrets........................................................................................................615
17.2.5 Horizontal Turret Lathes.....................................................................................................615
17.2.6 Vertical Turret Lathes...........................................................................................................615
17.2.7 Computer-Controlled Lathes..............................................................................................616
17.2.8 Tool Features..........................................................................................................................617
17.2.9 Plan Approach Angle............................................................................................................618
17.2.10 Other Features.......................................................................................................................618
17.2.11 Tool Setting............................................................................................................................618
17.2.11.1 Parting-Off Tool................................................................................................619
17.2.12 Environmental Burden of Cutting Tool (T
e).....................................................................619
17.2.13 Waste Streams after Machining..........................................................................................621
17.2.14 Toxicity Ratings for Some of the Materials.......................................................................621
17.2.15 Classes of Supply for Some of the Elements......................................................................621
17.2.16 Dry vs. Wet Machining........................................................................................................621
17.3 Minimum Quantity Lubrication (MQL) during Turning................................................................622
References............................................................................................................................................................622
Bibliography........................................................................................................................................................623
18 Drilling Operations 625
18.1 Introduction to Drilling and Reaming................................................................................................625
18.1.1 Simple Drill Press..................................................................................................................625
18.1.2 Radial Drilling Machine......................................................................................................625
18.2 Drilling Tools..........................................................................................................................................627
18.3 Drill Helix and Point Angles................................................................................................................628
18.3.1 Cutting Parameter Calculation in Drilling.......................................................................628
18.4 Reamers....................................................................................................................................................629
18.4.1 Drilling Parameters..............................................................................................................630
18.5 Drill Bit Materials...................................................................................................................................632
18.5.1 Steel.........................................................................................................................................632
18.6 Lubricants for Drilling...........................................................................................................................634
References............................................................................................................................................................634
Bibliography........................................................................................................................................................635
19 Milling 637
19.1 Introduction to Milling Operation......................................................................................................637
19.1.1 Up Milling..............................................................................................................................637
19.1.2 Down Milling........................................................................................................................637
19.1.3 Up vs. Down Milling............................................................................................................639
19.2 Variants of Milling Machines and Operations..................................................................................641
19.3 Computer Numerical Control..............................................................................................................643
19.4 Milling Cutters........................................................................................................................................643
19.4.1 Milling Parameters..............................................................................................................644
19.4.2 Table Feed Rates....................................................................................................................648

xxi
Contents
19.5 Environmental Effect of Chips Removed (CH
e) in Milling..............................................................650
19.5.1 LCA Analysis of Milling Machine......................................................................................651
19.5.2 Energy.....................................................................................................................................653
19.5.3 Assumptions..........................................................................................................................653
19.5.4 Waste-Stream Creation in Milling.....................................................................................654
19.5.4.1 Oblique Machining...........................................................................................654
19.6 Environmentally Conscious Machining.............................................................................................654
References............................................................................................................................................................655
Bibliography........................................................................................................................................................656
20 Grinding 659
20.1 Introduction to Grinding......................................................................................................................659
20.1.1 Grinding Machines...............................................................................................................659
20.1.1.1 Types of Grinding.............................................................................................659
20.1.2 Grinding Wheels...................................................................................................................661
20.2 Grinding Process Calculations (Cylindrical Grinding)...................................................................662
20.3 Specific Energy Requirements in Surface Grinding..........................................................................664
20.4 Detailed Description of Coolants and Coolant Recycling Systems in Grinding..........................665
20.4.1 Features...................................................................................................................................665
20.4.2 Automatic Operation............................................................................................................665
References............................................................................................................................................................666
Bibliography........................................................................................................................................................667
21 Cutting Tools and Sustainability Considerations 669
21.1 Introduction to Cutting-Tool Materials..............................................................................................669
21.1.1 Carbon Steels.........................................................................................................................669
21.1.2 High-Speed Steels..................................................................................................................669
21.1.3 Carbides..................................................................................................................................669
21.1.4 Laminated Carbide...............................................................................................................669
21.1.5 Diamonds...............................................................................................................................669
21.1.6 Carbide and Ceramic Tools.................................................................................................669
21.2 General Information on Metal Cutting...............................................................................................671
21.2.1 Cutting Speed and Feed Rates.............................................................................................671
21.2.2 Surface Finish........................................................................................................................671
21.3 Machining Properties of Thermoplastics............................................................................................672
21.4 Calculation of Machining Cost............................................................................................................672
21.5 Sustainable Machining Economics: Selection of Optimum Turning Conditions Based on
Minimum Energy Considerations.......................................................................................................674
21.5.1 Estimated Energy Footprint for Tooling...........................................................................677
21.6 Sustainability Considerations in Metal Cutting Tools.....................................................................679
21.6.1 Cemented Carbides...............................................................................................................679
21.6.2 Coating...................................................................................................................................680
21.6.3 ISO Standard 513...................................................................................................................680
21.6.4 High-Speed Steel...................................................................................................................680
21.6.5 Cast Alloy Steels....................................................................................................................682
21.7 Representation of Eco-Indicators of Tool Materials..........................................................................683
21.8 Environmentally Friendly Machining: Model for Environmental Impact of Machining
Process......................................................................................................................................................684
21.9 Model Configuration.............................................................................................................................685
21.9.1 Coolant Selection..................................................................................................................686
21.9.2 Contaminant Removal and Prevention.............................................................................687
21.9.3 Coolant Monitoring and Control.......................................................................................687
21.9.3.1 pH Control.........................................................................................................687
21.9.4 Coolant Concentration.........................................................................................................687
21.9.5 Contaminant Control and Removal...................................................................................688
21.9.6 Cutting Fluid..........................................................................................................................689

xxii
Contents
21.9.7 Dry Machining......................................................................................................................689
21.9.8 Quenching the Workpiece...................................................................................................689
21.10 Environmental Impact of Waste Streams...........................................................................................691
References............................................................................................................................................................691
Bibliography........................................................................................................................................................691
22 Foundry Processes 695
22.1 Introduction to Solidification Manufacturing Processes.................................................................695
22.1.1 Environmental Issues and Efficiency of Metal Casting...................................................696
22.1.2 Latest Environmental Statistics Provided by the Environmental Protection
Agency for Metal Casting Sector........................................................................................696
22.1.3 Energy Use.............................................................................................................................697
22.1.4 Air Emission Reported to Toxics Release Inventory.......................................................697
22.2 Sand Casting............................................................................................................................................699
22.2.1 Environmentally Conscious Sand Casting.......................................................................699
22.2.2 Shell Molding.........................................................................................................................701
22.3 Investment Casting (Lost Wax Casting).............................................................................................701
22.4 Die-Casting..............................................................................................................................................702
22.5 Centrifugal Casting................................................................................................................................704
22.6 Continuous Casting...............................................................................................................................704
22.6.1 Heat Transfer in Casting......................................................................................................705
22.7 Solidification Time Estimation for Sand Casting..............................................................................705
References............................................................................................................................................................706
Bibliography........................................................................................................................................................707
23 Metal-Forming Processes 709
23.1 Introduction to Forming Processes.....................................................................................................709
23.2 Forging.....................................................................................................................................................709
23.2.1 Preheating...............................................................................................................................710
23.2.2 Heat Treatment......................................................................................................................710
23.2.3 Quenching..............................................................................................................................710
23.2.4 Tempering..............................................................................................................................710
23.2.5 Machining..............................................................................................................................710
23.2.6 Surface Treatment.................................................................................................................710
23.3 Fasteners...................................................................................................................................................711
23.3.1 Preheating...............................................................................................................................711
23.3.2 Pressing...................................................................................................................................711
23.3.3 Thread Rolling.......................................................................................................................711
23.3.4 Heat Treatment and Quenching.........................................................................................712
23.3.5 Tempering..............................................................................................................................712
23.3.6 Washing..................................................................................................................................712
23.4 Hand Forging and Drop Forging.........................................................................................................712
23.4.1 Forging Parameters Calculation.........................................................................................713
23.4.1.1 Open-Die Forging.............................................................................................713
23.4.1.2 Impression-Die Forging...................................................................................715
23.4.1.3 Flashless Forging...............................................................................................715
23.5 Heading....................................................................................................................................................715
23.6 Quality of Forged Parts..........................................................................................................................715
23.7 Energy Cost in Forging Plants..............................................................................................................716
23.8 Trends in the Forging Industry............................................................................................................716
23.9 Major Energy User Systems for Forging Plants.................................................................................716
23.10 Observations on Energy Use Pattern for the Forging Industry......................................................716
23.11 Health Hazards of Forging Operations...............................................................................................716
23.12 Rolling......................................................................................................................................................717
23.12.1 Rolling Processes...................................................................................................................717

xxiii
Contents
23.12.1.1 Hot Rolling.........................................................................................................717
23.12.1.2 Cold Rolling.......................................................................................................717
23.13 Rolling......................................................................................................................................................718
23.13.1 Rolled Sections.......................................................................................................................719
23.14 Extrusion..................................................................................................................................................720
23.14.1 Hot Extrusion........................................................................................................................721
23.14.2 Extrusion Parameters...........................................................................................................721
23.14.3 Cold Extrusion......................................................................................................................724
23.14.4 Impact Extrusion..................................................................................................................724
23.15 Drawing Processes..................................................................................................................................725
23.15.1 Drawing..................................................................................................................................725
23.15.2 Drawing Force Estimation...................................................................................................725
23.16 Health Hazards of Foundries and Forges...........................................................................................726
23.16.1 Specific Health Hazards of Foundries and Forges...........................................................727
23.16.2 Health Hazards due to Heavy Metals................................................................................727
23.17 Sheet Metal Work...................................................................................................................................728
23.17.1 Sheet Metal.............................................................................................................................728
23.17.2 Punching Characteristics.....................................................................................................728
23.17.3 Press Work..............................................................................................................................728
23.17.4 Press Tool Theory..................................................................................................................728
23.17.5 Punching Process..................................................................................................................730
23.17.6 Shearing Process....................................................................................................................731
23.17.7 Plastics....................................................................................................................................732
23.17.8 Drawing Process....................................................................................................................732
23.17.9 Bending Operation in Sheet Metal Industries..................................................................732
23.17.9.1 Allowance for Right Angle Bend....................................................................733
23.17.9.2 Allowance for Bend with Outside Angle θ....................................................733
23.17.10 Bending Process....................................................................................................................733
23.17.11 Design Considerations for Bending Operations..............................................................734
23.17.12 Cost..........................................................................................................................................735
References............................................................................................................................................................735
Bibliography........................................................................................................................................................736
Section VI Regulations for Sustainable Manufacturing
24 International Regulations for Green Design and Manufacturing 741
24.1 Introduction to International Regulations for Green Manufacturing...........................................741
24.1.1 Green Manufacturing Technologies: Requirements and Response..............................743
24.2 Environmental Regulations Worldwide..............................................................................................744
24.2.1 European Union Directive 2002/96/EC.............................................................................744
24.2.2 Environmental Laws Highlights of Various Countries...................................................745
24.2.3 End of-Life Vehicles (ELV) Regulations............................................................................748
24.2.3.1 Japan....................................................................................................................749
24.2.3.2 United States......................................................................................................749
24.2.3.3 Australia.............................................................................................................749
24.3 New International Standards for Life Cycle Assessment: ISO 14040 and ISO 14044..................749
24.3.1 Background, Aims, and Scope............................................................................................750
24.3.2 General Outline of the New Standards..............................................................................750
24.3.3 Main Formal Changes of the New Standards...................................................................751
24.3.4 Main Technical Changes in the New Standards..............................................................751
24.3.5 Definitions..............................................................................................................................751
24.3.6 Principles of LCA..................................................................................................................751
24.3.7 Life Cycle Impact Assessment.............................................................................................752

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del Re vittorioso di Napoli. Le sue porte in bronzo sono opera di
Guglielmo Monaco. Disgraziatamente quest'arco, veramente
pregevole monumento, si trova nascosto come in un castello ed è
sottratto quindi alla vista del pubblico. Si era parlato di trasportarlo
davanti alla Cattedrale, ma l'idea non ebbe più seguito.
[1]
Castel Nuovo venne edificato da Carlo d'Angiò nel 1283 e i più
cospicui edifici di Napoli furono opera degli Angioini, come parimenti
risalgono a quel periodo le chiese più importanti della città. Queste
sono i veri monumenti storici di Napoli, non solo per le tombe che
racchiudono, ma perchè la maggior parte di esse attinge la loro
origine da fatti storici, come si vedrà quando ci tratterremo a
parlarne.
La cattedrale fu incominciata da Carlo I sulle rovine di un antico
tempio dedicato a Nettuno, e venne ultimata da Roberto I. Essa
segna l'inizio dell'epoca degli Angioini. S. Domenico Maggiore venne
eretta da Carlo di Calabria, nel 1289, per sciôrre un voto da esso
fatto quando cadde prigione nelle mani di Ruggiero Lauria. L'altra
chiesa di S. Lorenzo Maggiore venne fondata nel 1265 da Carlo I,
ugualmente per sciôrre un voto da esso fatto dopo la battaglia di
Benevento. S. Pietro Martire fu edificata da Carlo II d'Angiò; S.
Chiara, da Re Roberto nel 1310; l'Immacolata, abbellita da affreschi
di Giotto, venne fondata da Giovanna I, per ricordare le sue nozze
con Ludovico di Taranto; S. Giovanni a Carbonara, Monteoliveto e S.
Antonio Abate, tutte chiese edificate da Ladislao e da Giovanna.
Anche lo stupendo monastero di S. Martino, sopra S. Elmo, ripete la
sua origine dagli Angioini; e da ultimo il Carmine Maggiore ed il
Purgatorio sul Mercato che segnò la caduta degli Hohenstaufen.
Infatti, nella prima di queste due ultime chiese trovasi la tomba di
Corradino e la statua erettagli nel 1847 dal re Massimiliano di
Baviera; e nella seconda cappella sorge la colonna di porfido
innalzata da Carlo I, sul punto dove vennero decapitati Corradino e
Lodovico di Baviera. In essa si legge la seguente epigrafe:

ASTURIS UNGUE, LEO PULLUM
RAPIENS AQUILINUM
HIC DEPLUMAVIT, ACEPHALUMQUE DEDIT.
Nè i Normanni, nè gli Hohenstaufen lasciarono edifici in Napoli e
sarebbe inutile ricercare gli avanzi di quella architettura moresco-
normanna, i quali, al contrario, si trovano abbondantemente in
Sicilia. Lo stabilirsi della dinastia degli Angioini a Napoli, dopo
perduta la Sicilia, procurò a questa città l'unica epoca in cui fiorirono
la scultura e l'architettura, facendo subentrare allo stile romano delle
basiliche, quello germanico. Questo periodo di rifiorimento durò fin
verso gli ultimi tempi del secolo XIV e raggiunse il suo apogeo sotto
il regno di re Roberto, fautore ed amante delle arti belle. Napoli
diede allora i natali ai due Masuccio, il secondo dei quali fu pure
scultore distinto. Egli fece le tombe di Carlo di Durazzo, di Caterina
d'Austria, di Roberto di Artois, e di Giovanni di Durazzo, nella
grandiosa chiesa di S. Lorenzo, da lui ultimata sugli antichi disegni;
costrusse pure la chiesa gotica di S. Chiara, collocando in quella, a
tergo dell'altar maggiore, il capolavoro della scultura napoletana, la
tomba di re Roberto, morto nel 1343. Questa è di stile gotico, ed è
ornata di parecchie statue. Sebbene le forme non si presentino
all'occhio ancora purissime, il complesso della composizione è
artistico ed ha una semplicità di buon gusto. S. Chiara è ricca di
monumenti sepolcrali, perchè riposano in questa chiesa parecchi altri
Angioini, fra i quali Carlo di Calabria, figlio di Roberto, Giovanna I, ed
altre principesse.
In generale, però, tutte le tombe degli Angioini fanno l'effetto di
mancare di serietà e di dignità. Nella stessa maniera che le tombe di
questa stirpe, passata senza alcuna influenza nella civiltà e vissuta
nel piacere e nella crudeltà, non destano nell'animo commozione di
sorta, nè la più lontana riflessione, parimenti l'arte non riuscì ad
acquistare una forma espressiva e a dar loro un carattere netto. Il
loro stile gotico è ricco, talvolta bizzarro, tal altra ingenuo, ma il più
comunemente è di gusto assai equivoco. Anche dinanzi a questi
monumenti ci si accorge di essere a Napoli, dove, non per la caduta

degli Angioini, non per colpa dei tempi, l'arte cadde nel manierismo,
nel barocco, nell'esagerazione, come appare entro e fuori a molte
chiese, come quella del Gesù Nuovo, più simile ad una rocca che ad
un tempio cristiano. Qui gli stessi edifici gotici furono indegnamente
deturpati dai numerosi restauri, resi necessari dai frequenti
terremoti, ed eseguiti senza spirito, senza sentimento artistico.
Ma dove questo pessimo gusto veramente trionfa, è nei tre obelischi
della Concezione, di S. Gennaro e di S. Domenico, che reggono in
cima la statua adorata del santo, e sono sopracarichi di statue, di
figure, di ornati, peggiori dei quali è impossibile concepirne. In
questi monumenti si rivela grandemente l'influenza spagnola, la
quale regnò per molti anni e di cui non è rimasta un'unica memoria
pregevole, giacchè governò queste belle contrade per mezzo dei suoi
vicerè. Gli Spagnuoli lasciarono però alcuni ricordi di quel periodo,
fra i quali la grandiosa Fontana Medina, opera di Domenico Auria,
eseguita per ordine del vicerè Olivares nel 1593. Poi, la fontana fu
per tre volte mutata di posto, sotto i vicerè Carlo Alba e Montery fino
a tanto che donna Anna Caraffa, moglie del vicerè Medina, la fece
collocare là dove attualmente si trova.
[2]
E' opera grandiosa, ma di poco effetto, sopraccarica di figure, di
tritoni, di delfini e di mostri marittimi tra i quali si leva la statua di
Nettuno, in una conchiglia sostenuta da tre satiri. L'acqua assai
genialmente sgorga dalle punte del suo tridente; ma il miglior
ricordo dei vicerè spagnuoli rimarrà sempre la via Toledo, aperta alla
metà del secolo XVI dal vicerè don Pietro di Toledo.
Ho visitato anche le meravigliose catacombe napoletane e ne sono
uscito con una impressione di terrore e di ammirazione insieme,
sopratutto di viva curiosità per quei tempi oscuri nei quali quei
sotterranei furono costruiti ed abbelliti onde servire da dimore. Le
catacombe di Siracusa hanno un aspetto assai men cupo, le loro
gallerie essendo disposte simmetricamente. Al contrario, le
catacombe romane, nelle parti almeno fino ad oggi rese praticabili,
sono strette e basse. Sono semplici corridoi e stanzucce di modeste

dimensioni, che non cessano con questo di apparire meno
meravigliose, quando si ricordi che colà i cristiani celebravano di
notte i loro misteri, e di là il cristianesimo uscì, per prendere
possesso prima di Roma, quindi del mondo intero.
Le catacombe di Napoli furono scavate nel tufo, nelle colline a
settentrione della città, al disotto di Capo di Monte; e si ritiene che si
estendano fin verso Pozzuoli. Non potevasi rinvenire una qualità di
pietra più facile ad essere scavata per tali abitazioni sotterranee di
questo tufo vulcanico, di colore gialliccio; ed uno può farsi
agevolmente un'idea esatta e chiara del modo in cui vennero aperte
quelle caverne e quelle grotte, osservando le pareti di quel tufo
stesso, che si lasciano in piedi per servire di ponti, nelle case in
costruzione. Anche nelle strade nuove di Posillipo si trovano grotte e
caverne scavate nella roccia, le quali non servono soltanto di
magazzini, ma ancora di abitazioni.
I grandiosi scavi fatti in tal guisa sotto terra, i quali a poco a poco
formarono un laberinto troglodito, dovevano avere uno scopo e
servire a qualche uso. Sembra inverosimile che i Cimméri, primi
abitatori delle sponde del golfo di Napoli, avessero fissata in quei
sotterranei la loro dimora, perchè non è possibile immaginare una
razza d'uomini capace da volersi cacciar nelle tenebre, nelle viscere
della terra, in presenza di una natura così splendida e di un cielo così
sereno. Nelle abitazioni di tal natura dei popoli primitivi, che si
trovano nella valle Ispica e a Malta penetra sempre la luce nel
giorno. Da principio quelle catacombe poterono servire di ricovero in
caso di pericoli contro assalti di nemici, e quando si ampliarono,
togliendo di colà i materiali che servirono alla costruzione della città,
è naturale che sia sorto il pensiero di farle servire ad uso di
sepolture. È accertato poi che non furono i cristiani a seppellire per
primi i loro morti nelle catacombe di Napoli, bensì i Greci e i Romani,
e basta osservarle per persuadersene. In una di queste vaste stanze
trovasi oggidì ancora una piccola colonna, sulla quale sta scritto il
nome Priapos in caratteri greci.

L'epoca nella quale le catacombe cominciarono a servire di sepolture
è incerta. Furono certamente ridotte a tale uso per la natura dei
luoghi, ma non vennero scavate appositamente per questo scopo. I
Romani, per esempio, i quali abitavano la pianura, collocavano le
loro tombe all'aperto, mentre gli Etruschi, abitatori dei paesi
montuosi, le aprivano nelle rupi. Però, fin dai tempi della Repubblica,
si scavarono camere mortuarie nel tufo vulcanico, onde collocarvi i
sarcofagi; e oggigiorno le tombe degli Scipioni possono dare una
piccola idea della catacomba.
In origine queste non dovettero servire di sepoltura che alle classi
povere, impossibilitate a sostenere la spesa di sontuosi monumenti
all'aperto e che dovevano scavare nel tufo i così detti loculi, dove
deponevano le urne cinerarie dei loro cari. Nelle catacombe di Napoli
si conservano avanzi di pitture le quali risalgono ai tempi dei pagani;
la maggior parte però appartengono all'èra cristiana. I primi cristiani,
infatti, dopo aver cercato in quelle dimore sotterranee rifugio contro
le persecuzioni e luoghi adatti alla celebrazione del loro culto,
cominciarono ad ornare le tombe dei loro cari in quell'asilo con
immagini e simboli riferentesi alla fede.
Nelle catacombe di Napoli questi avanzi di pitture rivestono quasi un
carattere pagano e si riconosce sulle pareti di queste tombe cristiane
il carattere gaio degli affreschi di Pompei, e gli stessi simboli sono in
qualche punto pagani, per esempio quelli della vendemmia e del
torchio, tolti dal culto di Bacco. Vi si scorgono tralci di viti e grappoli
d'uva, dei quali si cibano genî ed uccelli, ed il Cristo si vede
rappresentato sotto le spoglie di Orfeo. I simboli cristiani però vanno
acquistando a poco a poco il loro predominio e si cominciano a
vedere: Cristo, il buon pastore che pasce le pecore e porta un
agnello sulle spalle, il cervo, il pesce, il pavone, la colomba, la croce
e gli angeli. Produce una profonda impressione vedere questi antichi
affreschi cristiani, anneriti dal fumo delle fiaccole, ed osservare in
questi luoghi tenebrosi i principî dell'arte cristiana, che tengono
dietro allo stile pompeiano ed assumono a mano a mano il carattere
bizantino, succedendo i simboli cristiani alla mitologia pagana,

mentre la novella religione si preparava ad uscire alla luce del giorno
ed a popolare le chiese.
Nelle catacombe si riscontrano propriamente le origini del culto
cristiano e non deve far meraviglia se questo ha serbato, uscendo
all'aria libera, un carattere severo, quale si rivela nelle
rappresentazioni della morte, nella maestà terribile dei santi bizantini
e de' suoi Cristi. Chi sa se il modo cristiano di considerare la morte,
l'abnegazione ascetica, l'idea del martirio, del disprezzo della vita,
del dolore; se finalmente l'intolleranza, il fanatismo, si sarebbero
radicati così profondamente nella religione cristiana, quando questa
si fosse sviluppata liberamente sulla terra, alla luce del sole, in
presenza delle bellezze della natura, invece di esser costretta a
cercar ricovero in quelle regioni sotterranee, alla luce delle fiaccole,
relegata e costretta ad abitare presso le tombe dei martiri, col timore
continuo di novelle persecuzioni?
Nessuna cosa mi ha prodotto in Napoli tanta viva impressione
quanto la visita di queste catacombe e di quelle di Pompei. Sono
preziosi ricordi della storia del genere umano che giacciono sotto
terra; quelle catacombe si potrebbero a buon diritto chiamare la
Pompei del cristianesimo. Segnano quelle e questa una grande
epoca dell'umanità, ma fra esse vi è pure un grande contrasto. Nelle
dimore abbandonate dagli antichi cristiani tutto è severo; mentre
nella città pagana tutto è sorridente, i templi, le abitazioni le pitture;
e tutto rivela una popolazione portata al vivere lieto, che si
compiaceva della bellezza delle forme e che aveva tolti tutti i suoi
Dei dalle regioni della poesia. E qui si trovano anche le delizie di altre
generazioni di uomini appartenenti però alla stessa razza. Sono Greci
e Romani come quelli di Pompei, che appartengono ad uno stesso
periodo, ma molto diversi da quelli. Sembra che non abbiano
dimenticato lo spirito pompeiano, allegro e vivace.
Coi ricordi di Pompei hanno trasportato pure su quelle oscure pareti
gli affreschi, i graziosi rabeschi, il torchio di Bacco per ornamento
delle tombe. I novelli abitatori, seduti presso le tombe, celebrano

con i defunti le loro agapi e fanno risuonare quei luoghi del canto
monotono delle loro preghiere. Verrà però il giorno in cui essi
usciranno alla luce, portando fuori la loro religione devota alla morte
e diffonderanno per tutto il mondo le reliquie dei loro martiri,
offrendole all'adorazione dei fedeli sugli altari infranti, dove
sorgevano le statue degli Dei bellissimi dell'antica Grecia. Pompei fu
sepolta dalle ceneri del Vesuvio; dalle catacombe usciranno le ceneri
che copriranno il mondo di mestizia.
Queste mie idee saranno considerate quali sogni fantastici di
catacombe? Ognuno penserà come crederà più opportuno. Certo è
però, che non si potrebbe trovare luogo più adatto alla teologia
speculativa di quelle regioni sotterranee, dove regnano cupe
tenebre, aria pesante e un odore nauseabondo. In quei laberinti di
stanze, di gallerie e di corridoi, che occupano tanta estensione; fra
mezzo a quelle pareti fiancheggiate da tombe, da ossami, da nicchie,
da loculi non si cammina, bensì si passa, si striscia, come altrettante
ombre.
Le fiaccole stentano a mandare la luce e a quel chiarore fioco e
debole, le figure dipinte sulle pareti con le mani sollevate in alto,
quasi mirassero ad uscire dai loro abissi e a volare alla luce del
giorno, assumono l'aspetto di spettri. Iscrizioni greche, latine ed
anche ebraiche, in parte cancellate e in parte ancor oggi decifrabili,
fanno comprendere essere quello un mondo dove tutto è simbolo,
mistero e allegoria. Due vecchi ricoverati dell'ospedale di S. Giovanni
dei Poveri, sono mantenuti nel convento alla porta delle catacombe
per accompagnare in quelle i forestieri. Tengono fiaccole e guidano i
passi del visitatore. Ciceroni più adatti di essi non si sarebbero potuti
trovare. Non camminano, strisciano con la loro lunga tonaca di
colore turchino, con la fiaccola in mano, come spettri. Nel
considerare quei due poveri vecchi incurvati per gli anni, canuti e col
viso pallido del pallor della morte, mi sembravano morti essi pure al
pari degli scheletri sui quali proiettavano la luce incerta delle loro
fiaccole ed avrei detto che da ben mille anni si aggirassero fra le
catacombe. In una delle sotterranee stanze lessi sotto due figure, in

una nicchia: Votum solvimus, nos quorum nomina Deus scit, e mi
parve che quelle parole misteriose, di cui rimane nascosto il
significato, si potessero porre in bocca delle mie due vecchie guide,
quasi non fossero più due viventi. Le guardai in faccia, ed al vederle
così pallide, con quell'aspetto di spettri, mi colse tanto ribrezzo e
terrore che non volli saperne più di catacombe.
Ne avevo oramai abbastanza di tutti quei misteri, di quelle regioni
sotterranee, di quella profonda e continua notte e di quelle scene di
morte, e provai un desiderio irresistibile di tornare alla luce del sole,
tra i vivi. Pregai le mie due guide di tornare indietro, di condurmi
fuori di quelle caverne ed esse sorrisero e subito rifacemmo la strada
percorsa. Nell'uscire, però, ebbi campo di persuadermi che i miei
ciceroni erano esseri viventi, perchè mi ringraziarono di cuore della
moneta che diedi loro onde potessero andare a bere alla mia salute.
Non v'è modo migliore per conciliarsi con l'idea della morte, uscendo
dalle catacombe di Napoli, che recandosi a visitare il nuovo
camposanto di quella città. Dicono che sia il più bello d'Europa, ed io
non ho difficoltà a crederlo, imperocchè la sua posizione è stupenda,
ed i monumenti che vi sorgono, come in un ameno giardino, ricreano
la vista. Si trova collocato al di sotto di Poggio Reale, sopra una
piccola collina, la quale domina la strada di Nola e dalla quale si
gode il panorama magnifico della città, del golfo, della spiaggia di
Sorrento, del Vesuvio e della ricca vegetazione che si estende ai suoi
piedi.
Quasi tutta questa collinetta è ricoperta di monumenti, la maggior
parte dei quali ha la forma di tempietti, sostenuti da colonne. In certi
punti ve ne sono moltissimi che fiancheggiano le strade, e nel
percorrer queste si ha una lontana idea di quello che fosse la via
Appia ai tempi antichi. Altri monumenti sorgono isolati, altri in gruppi
e formano tutti tante piccole necropoli. In cima alla collina si trovano
un porticato a colonne ed una chiesa assai grande, dove si celebrano
le messe per i morti. La maggior parte dei tempietti appartengono
alle confraternite della città, e queste istituzioni benefiche, le quali

senza distinzione di classi sociali hanno scopo non solo di dar
sepoltura ai morti, ma anche di soccorrere i poveri e di assistere gli
ammalati, sono in numero di centosettantaquattro, ed i nomi di esse
si leggono sui frontoni di alcuni monumenti. Altri di questi tempietti
sono tombe di famiglie; in essi vi sono piccoli spazî per una cappella,
chiusa da un'inferriata, in cui si vedono o un piccolo altare, od una
statua della Madonna, o una lampada eterna e il più delle volte i
ritratti, o i busti dei morti. Ognuno può ivi recarsi a pregare per i
propri defunti, che in tal guisa, non diventano totalmente estranei
alla pia associazione alla quale appartennero in vita. Questi
monumenti sono quasi tutti di stile antico, di gusto puro, semplici, di
forme graziose, taluni ornati di pitture di genere pompeiano, e
producono in complesso grata e soave impressione. Vi sono fiori da
per tutto, cespugli di oleandri, di amaranti, di tulipani, di ortensie, di
mirti, che bandiscono, nell'armonia dei loro colori, totalmente la
desolazione. Stando fra tutti quei fiori e gettando lo sguardo sulla
Campania felice, sul mare illuminato dai raggi del sole cadente, non
si può fare a meno di riconoscere che qui si è molto bene e
lodevolmente pensato anche ai morti. Questo bel camposanto venne
aperto nell'anno 1845.
IV.
Pochi sono coloro che partono da Napoli senza aver compiuto
l'ascensione del Vesuvio, ma pochi prima di partire hanno fatta
quella dell'altro monte gemello, del bellissimo Somma. Il vulcano,
che fuma tuttora, attrae intera l'attenzione del visitatore, il quale non
pensa di onorare di una sua visita il monte Somma con le sue
pendici riccamente vestite di foreste verso le pianure della
Campania.
Mi decisi pertanto di farne l'ascensione, anche perchè il cratere del
Vesuvio, considerato dall'alto ed in vicinanza, doveva presentarsi
sotto nuovo aspetto, tale da compensare la fatica della salita.
Eravamo un'allegra brigata di sette persone, fra le quali due
naturalisti, un zoologo francese, ed un medico russo. Uscimmo di

città alle sei del mattino, e dopo aver oltrepassato S. Giovanni,
prendemmo a sinistra per gli ameni campi di S. Anastasia, ai piedi
del Somma. Ivi cercammo guide pratiche del luogo. Una donna
robusta portava la cesta contenente i nostri viveri; ci precedevano
due uomini dalla bella figura, uno dei quali portava uno schioppo in
spalla, ed al fianco un lungo pugnale nella sua guaina.
La piccola carovana si pose in cammino di buonissimo umore,
rallegrata da uno splendido sole di luglio, e dall'ampia vista delle
fertili pianure della Campania, le quali si estendono ai piedi del
monte. Cominciammo a salire attraverso alle vigne, che forniscono il
rinomato vino di Somma, e quindi entrammo nella regione ombrosa
dei castagni, mentre, a misura che salivamo, le pendici diventavano
più erte e la salita più faticosa. I fianchi del monte, fin verso la
sommità, continuavano ad essere popolati di castagni e di una flora
veramente splendida. I fiori stupendi, particolarmente i gigli
purpurei, i garofani, il licno, il trifoglio purpureo, l'antirrino, la
valeriana medicinale, traevano a sè tutta quanta l'attenzione del
botanico, mentre il zoologo dava la caccia alle farfalle variopinte.
A misura che si saliva, andavano scomparendo le strade e finimmo
per non trovare nemmeno più sentieri di pastori e per camminare su
tracce di passi, attraverso cespugli, entro gole e sull'orlo di precipizi.
Incontrammo rivi che scendevano quasi a picco, letti di torrenti quasi
disseccati, le cui sponde, di carattere interamente vulcanico, erano
formate ora di ceneri, ora di lapilli, ora di lava impietrita.
Tre della nostra comitiva scesero in una di quelle gole vulcaniche,
provvisti di martelli e di scalpelli, per raccogliere cristallazioni. Ne
trovarono una discreta quantità nelle grotte formate dalla lava
basaltica e dalle ceneri indurite. Le varie qualità di cristalli e la
stupenda pietra vulcanica si trovano parte a fior di terra e parte
sepolte nel suolo, e chi non si lasciasse spaventare dalla fatica, ed
anche dal pericolo delle frane di quelle pareti di lava, potrebbe
formarne una bella collezione mineralogica.

I tre compagni, più o meno carichi di pietre, si riunirono a noi che
eravamo rimasti ad attenderli in un bosco, all'ombra. Proseguimmo
la nostra ascensione, resa faticosa dalla mancanza di strade e
dall'ardore del sole, fino ad una fonte che trovammo ad un terzo
circa della salita. Sul monte Somma le sorgenti sono scarse e a
quella dove ci fermammo, le cui acque non erano abbondanti, però
fresche e di buona qualità, le nostre guide diedero il nome di fontana
di Mennone. Tutti i sassi di quella regione sono sonori, perchè stati
soggetti all'azione del fuoco e, percuotendoli con un ferro, o con un
bastone, mandano un suono metallico, come le colonne di Pompei.
A misura che si sale, la vista diviene più bella, ma il monte più arido,
perchè crescono le ceneri, i lapilli, e la salita diviene per
conseguenza più faticosa.
Ancora non scorgevamo affatto il Vesuvio, perchè rimaneva nascosto
dalla vetta del monte Somma, mentre invece l'orizzonte si allargava
sempre più, stendendosi da Baia all'isola d'Ischia; si scorgevano
Napoli, il golfo, la pianura di Caserta e tutta quanta la fertile regione
della Campania centrale, fin verso i monti di Sarno. Tutta la stupenda
pianura si estende dalle colline che circondano il golfo, sulle quali
sorge in parte Napoli, fino agli Appennini e ai monti del Matese. Si
direbbe un immenso parco cosparso di castelli, di ville, di chiese, di
monasteri, di città che spiccano biancheggianti sulla verzura della
campagna, frastagliate dalle vie di comunicazione. Ci fermammo
quasi estatici sull'ultimo contrafforte, al disotto della vetta del
Somma, perchè da quel punto potevamo spaziare la vista e scorgere
da una parte Napoli ed il mare e dall'altra la pianura campana.
Potemmo riconoscere le seguenti città: S. Anastasia e Somma; più in
là Poncigliano d'Arco, Acerra, Afragola, S. Maria e Capua; a destra
Caserta ed il suo palazzo; Maddaloni ai piedi dei monti; in faccia a
noi, Marigliano; più in là ancora Nola, Ottaiano, Palma e Sarno
situate propriamente a destra di Nocera, dove i monti chiudono la
pianura. Era il giorno della Madonna delle Grazie; noi udivamo il
rombo dei cannoni della sottostante città; e quando fummo giunti

presso al cratere ora spento del Somma, ci parve che quei colpi
provenissero dalle profondità del vulcano.
Contemplando da quell'altura, la stupenda regione e lo splendido
mare, si comprende che chi ne fu una volta padrone, preferì la morte
alla perdita della signoria. Così avvenne alla stirpe sveva, a quella di
Aragona e a Gioacchino Murat. Si può allora comprendere
l'esclamazione, per dir vero, non molto ortodossa, di Federico II
imperatore, il quale diceva che «se il Dio d'Israello avesse veduta
Napoli, non avrebbe tanto vantata a Mosè la terra promessa». A noi
però era riservato uno spettacolo più grandioso; non avevamo
ancora veduto il Vesuvio. Ci avvicinammo alla vetta del Somma, la
quale è segnata al suo punto culminante da una croce in legno, e,
fatti ancora pochi passi sulla cresta sottile, ci trovammo tutto ad un
tratto di fronte, e vicinissimi al vulcano, che sembrava balzar fuori
all'improvviso. Non può esprimersi quale fosse il contrasto fra la vista
delle pianure ridenti e fertili della Campania e quella regione arida,
morta, sepolta tutta sotto un denso strato di ceneri di color grigio.
Non è possibile esprimere con parole la profonda impressione di
quella mole imponente che fuma; si sarebbe detto un demone uscito
tutto ad un tratto dagli abissi dell'interno.
Non vi è posizione da cui possa il Vesuvio produrre un tale effetto,
come dal vertice del monte Somma, che quasi lo eguaglia in altezza.
Quando si sale sul Vesuvio per la strada di Resina, si vede il vulcano
dal basso in alto; qui invece si contempla dall'alto in basso e si può
benissimo guardare nel suo cratere e vederlo campeggiare in tutta la
sua imponenza, sul fondo del cielo e del mare; inoltre si ha davanti
agli occhi il cratere del Somma, con le sue pareti scoscese di lava,
che scendono quasi a picco. Coloro che salgono invece dai piedi del
Vesuvio alla sua sommità, non scorgono mai la sua forma e non ne
vedono altro che i campi coperti di lava e di cenere.
Tre soltanto di noi ci avventurammo sulla cresta affilata del Somma,
fino alla punta più esterna dove si vede il monte a tre punte inclinate
verso il Vesuvio. A sinistra e a destra si scorgono gli antichi crateri

spenti delle nere cavità, frastagliate in ogni senso, con intorno un
terreno cosparso di pietre rosse e grige e di massi di lava eruttati dal
vulcano. A metà del margine del Somma, il terreno appare inclinato
a forma piramidale, ed a semicerchio verso il Vesuvio, dal quale lo
disgiunge un vero precipizio. Innanzi agli occhi si erge il cono
imponente del Vesuvio, coperto tutto di ceneri dalla base fino
all'estremità, di un colore fra il grigio e il giallo e con strisce di tinta
nera dove colò la lava. I margini del cratere sono di colore giallo
cupo, circondati da una striscia bianca, e dal suo interno si
sprigionano leggieri vortici di fumo. A poco a poco l'osservatore si va
rimettendo dalla prima impressione prodotta da quella vista
imponente ed allora non può fare a meno di osservare le linee
armoniche, le belle forme di quel cono, e la varietà delle sue tinte.
Non ho visto nessuno spettacolo naturale simile a questo, dove il
severo ed il grazioso siano così armoniosamente uniti. Anche dopo
salito sull'Etna, debbo affermare che questa fusione di aspetti tanto
diversi, è tutta particolare del Vesuvio. Questo è propriamente di una
maestà tranquilla, quieta e melanconica; la tinta bruna od azzurra
delle ceneri si armonizza in modo stupendo con le belle forme del
cono, e se si aggiunge a questo l'aspetto del mare, della pianura e
dei monti circostanti, il tutto irradiato da uno splendido sole,
s'immagina facilmente quanta debba essere la bellezza di quella
visuale, dalla quale uno non riesce a staccarsi. Vedevamo le barche
nel golfo, e all'orizzonte le forme strane dell'isola di Capri. A sinistra
scorgevamo la spiaggia di Castellamare, e la regione vitifera di
Boscotrecase, Boscoreale, di Scafati e di Lettere.
Ci fermammo un bel po' sulla vetta del Somma, godendo di tutte
quelle bellezze di cielo, di terra, di mare.
Il Vesuvio era tranquillo; non usciva dal suo cratere che una leggera
colonna di fumo, quasi ad additare che in mezzo a tante delizie,
albergava il demonio della distruzione. Le sue strisce nere a traverso
le ceneri erano formate dai torrenti di lava delle due ultime eruzioni,
e quella a sinistra datava solo dal 1850. Si erano aperti allora sul
cono cinque piccoli crateri, tuttora visibilissimi. Ci fu additato il punto

preciso dove, durante l'eruzione del 1847, perdettero miseramente la
vita un Tedesco ed un Americano. Costoro, inoltratisi
imprudentemente, furono colpiti dai sassi infuocati eruttati dal
monte; il Tedesco, il quale ebbe le gambe rotte, morì ai piedi dello
stesso Vesuvio; l'Americano, colpito in un braccio, perì poco dopo
nell'ospedale di Napoli.
Un caso assai strano toccò nel 1822 ad un calzolaio di Sorrento, che
si era recato a visitare il Vesuvio senza una guida. Il cratere
dell'eruzione del 1820 era libero, e l'imprudente calzolaio volle
scendervi con l'animo non solo di sorprendere gli spiriti infernali, ma
quasi di prenderli a dileggio. Colto da una vertigine in questa sua
temeraria impresa, precipitò nel cratere e fortuna volle che fosse
trattenuto, nella caduta, da una sporgenza di lava. Riportò la rottura
di un braccio e di una gamba, e stette per ben due giorni in quella
posizione, sospeso sull'abisso, fintanto che i suoi lamenti giunsero
all'orecchio delle guide che avevano accompagnato sul monte altri
forestieri. L'infelice fu tratto fuori per mezzo di corde, e bisogna dire
che discendesse dalla natura immortale di Alasvero, imperocchè,
portato all'ospedale di Napoli, finì per guarire e per tornare a
Sorrento, sano e salvo come nulla fosse stato. Questa avventura
terribile e lieta ad un tempo ci venne narrata da don Michele,
cappellano del romitaggio sul Vesuvio, dove scendemmo dopo
esserci trattenuti più di un'ora sulla vetta del Somma.
Qui, tutto ad un tratto, cambiò la scena. Il Vesuvio si velò di nebbia,
ed un forte vento spingeva di qua e di là le nuvole sollevando vortici
di ceneri e facendoci assistere a una stupenda lotta di elementi, che
dava novella vita e nuovo carattere a questa contrada selvaggia. La
nebbia non tardò però a dissiparsi, e ricomparvero sotto di noi
Napoli, lo splendido golfo, Capri, Ischia, Miseno, e a destra i piani
della Campania.
«Voilà la Cléopatre!» Questa strana ed inaspettata esclamazione ci
fece volgere a tutti. Era il nostro naturalista francese, uomo di
sessantasette anni, il quale a furia di correre e di saltare, era

riuscito, benchè vecchio, quasi novello Antonio, a fare la conquista di
Cleopatra. Quel vecchietto allegro, pieno di vivacità e di brio, di una
forza sorprendente per la sua età, non degnava di uno sguardo nè il
Vesuvio, nè lo stupendo panorama; non aveva pensiero che per le
sue farfalle.
La ripida discesa della sommità del monte, non avvenne senza
qualche pericolo; dopo aver camminato a stento sulle ceneri e sulle
lave dell'eruzione del 1850, le quali si sarebbero potute benissimo
paragonare ad una cascata nera pietrificata, arrivammo, stanchi
assai, al romitaggio. Questo sorge in vicinanza dell'Osservatorio,
edificio abbastanza elegante, collocato in amenissima posizione, di
dove si scopre un'estesa vista. Attorno, attorno sorgono colossali
tigli, i quali avranno almeno duecento anni, e la cui vegetazione così
rigogliosa, a tanta prossimità del vulcano, dimostra che la località è
molto sicura. Difatti le pietre e le scorie eruttate dal cratere,
descrivendo una parabola, passano di sopra al romitaggio, e la
collina su cui sorge la chiesa, trovandosi separata da una profonda
gola del Vesuvio, è protetta contro i torrenti di lava. Inoltre, una
lastra nera, con caratteri gialli di ottone, ci fece conoscere che
l'edificio era assicurato contro l'incendio, da una compagnia di
Magdenburgo. Noi certamente non ci aspettavamo di trovare questo
semplice ricordo della patria lontana alle falde del Vesuvio.
Negli ultimi anni abitava un romito presso la chiesetta di S.
Salvatore; ma il parroco di Resina lo allontanò da quel posto che
dava un certo reddito, ed ora sale egli stesso, di quando in quando,
a celebrarvi la santa messa e a trattare gli ospiti, che gli capitano,
con eccellente lacrima Christi. Il piccolo villaggio si compone di
alcuni coloni, i quali si sono stabiliti ai piedi del monte, di impiegati
dell'Osservatorio e di una stazione di carabinieri. Nel giorno della
Pentecoste vi si celebra una festa, ed allora vengono dalle città
vicine forse undicimila persone, le quali si recano devotamente in
processione dalla chiesa di S. Salvatore fino alla Croce ai piedi del
Vesuvio, per scongiurare con le loro preghiere il terribile flagello; Ora
il vulcano tace, dal 1850, ed anche in quell'ultima eruzione non

produsse gravi danni; il torrente di lava, di discreta ampiezza, prese
la direzione di Ottaiano, devastò i giardini del principe di quel nome,
e rovinò il convento di S. Teresa ed alcune case.
[3]
Dopo una buona refezione presso il parroco don Michele, il quale ci
fece stupenda accoglienza, essendo amico di uno della nostra
comitiva, salimmo a Resina sul fiume di lava, che, con il suo nero
aspetto, produce una malinconica impressione. Anche qui si può
ammirare di quanto sia capace l'industria umana, imperocchè, non
appena la lava è raffreddata, si cerca di trarne partito. Avevo già
veduto nell'Osservatorio certe grotte bizzarre e chiusure di giardino
lavorate artisticamente in lava, e nel romitaggio avevamo preso il
caffè sopra un tavolo di lava stupendamente lavorato. Con questa si
formano pure busti; ed a Catania, rimasi sorpreso nel vedere la
varietà e la bellezza di tinte della lava dell'Etna, ed ebbi campo di
osservare e riconoscere quanto bella diventi dopo la politura.
Scendemmo da Resina; ivi il torrente di lava disseccata era
fiancheggiato da vigne stupende, ed a contatto della stessa lava,
quasi nelle ceneri, vegetavano belle piante di melagrani, con i loro
fiori purpurei che sembravano di fuoco.
Fummo talmente soddisfatti della nostra bella gita, che ci
decidemmo farne presto un'altra. Dopo pochi giorni muovemmo,
difatti, in carrozza, per il monte della Maddalena, verso il Vesuvio.
Era nostra intenzione di contemplarlo, questa volta, dal lato opposto,
e prendemmo perciò la direzione del fiume di lava del 1850, il quale
si stende sopra Boscotrecase e Boscoreale. Osservai allora per la
prima volta questi strani villaggi, collocati nel punto più pericoloso
del Vesuvio. La loro posizione, in mezzo alla ricca vegetazione del
suolo, composto tutto di detriti vulcanici, è amenissima quanto
quella dei villaggi che sorgono alle falde dell'Etna, con la differenza
che hanno un carattere tutto orientale più ancora di quelli. Le case
piccole e a volta come quelle dell'isola di Capri e gli stessi campanili
delle chiese sono costruiti di lava bruna. La popolazione è rozza,

timida, povera; non sono riuscito a vedere una bella fisionomia.
Eravamo scesi in una bettola a Boscoreale, per proseguire di là il
nostro cammino sui campi di lava. Domandammo inutilmente delle
frutta, ed il nostro desiderio di averne fu accresciuto dall'impossibilità
di trovarne, quando, ad un tratto, vedemmo, presso la nostra tavola,
un cavallo che si stava mangiando tranquillamente un secchio pieno
di carrubbe. Accadde allora una scena gustosa, imperocchè ci
precipitammo tutti al secchio per disputare al cavallo quel cibo
saporito e fu in quest'occasione che seppi per la prima volta che a
Napoli si nutrivano di carrubbe i cavalli.
Visitammo il fiume di lava, a cui le vigne sono tanto vicine e a
contatto di queste vedemmo annosi olmi, da cui pendono ghirlande
di tralci, e quell'allegro aspetto di vita, presso tanto spettacolo di
desolazione, mi parve pieno di contrasto. Vidi pure gli avanzi del
palazzo del duca Miranda e le ruine di altre abitazioni distrutte dalla
lava. Anche da questa parte il cono del monte produce uno
splendido effetto.
Mi trovavo abbastanza inoltrato nei misteri del vulcano per visitare il
suo cratere. Avevo udito ripetere, le mille volte, che l'ascensione del
Vesuvio fosse molto più faticosa di quella dell'Etna, ma dopo aver
fatto anche quest'ultima, posso assicurare che arrampicarsi sul
Vesuvio non è che una semplice passeggiata in paragone agli sforzi
che costa l'ascensione dell'Etna, sopratutto per la grande rarefazione
dell'aria, e per le continue emanazioni di gas dal suolo caldo e
oscillante. Anzi, dopo aver camminato a lungo sui neri campi flegrei
dell'Etna, sconfinati, il Vesuvio, che pure ha distrutto popoli e città,
non sembra più che un fuoco d'artifizio, destinato a divertire i
Napoletani. Non si può negare, però, che nella sua piccolezza il
cratere dia un'idea più viva e più animata delle regioni infernali, che
non il cratere dell'Etna.
Era una bellissima notte quando scendemmo dal Vesuvio; il sole era
scomparso in mare, dietro l'isola di Ponza e, a misura che
crescevano le tenebre, Napoli e le città della pianura campana si

andavano illuminando. L'azzurra volta del cielo era rischiarata dalla
cometa annunziatrice di guerra e tutto insieme lo spettacolo,
commoveva profondamente l'animo, già impressionato dall'aspetto
del vulcano.
V.
Mi si era parlato a Napoli della festa di S. Paolino a Nola e mi si era
anche assicurato che meritava di essere veduta. A questa festa
accorreva tutta la popolazione della Campania, porgendo uno
spettacolo che non ha l'uguale. Mi recai pertanto colà il 26 giugno,
anche bramoso di conoscere Nola, la quale racchiude più di un
ricordo storico. Alle porte di questa città, Marcello aveva inflitto la
prima sconfitta ad Annibale; ivi era morto l'imperatore Augusto e ivi
Tiberio era salito all'impero. È noto pure quale sorgente inesauribile
di vasi preziosissimi sia stata Nola; i più belli fra tutti quei che si
trovano nel museo borbonico, furono scoperti quivi, in Ruvo e in S.
Agata dei Goti. Chiunque li abbia veduti, non può certo aver
dimenticato il vaso grandioso di Nola, che rappresenta, in una
composizione ricca di figure, la distruzione di Troia. Conviene pure
ricordare l'invenzione delle campane di cui mena vanto questa città
ed il suo Vescovo, S. Paolino, buon poeta e dotto padre della Chiesa,
che fece molto onore alla sua città natale.
Saverio de Rinaldis, lo cantò in un poema epico latino, ad imitazione
di Virgilio, dal titolo la Paolineide. Lo acquistai un giorno nel porto di
Napoli, dove lo vidi in vendita sopra un muricciolo; ma, sebbene
quanto avevo udito intorno alla festa del santo m'ispirasse curiosità,
non mi bastò però il coraggio per leggere tutto quanto quel lungo
poema. Non sarà tuttavia fuor di luogo accennare che il santo
nacque nell'anno 351 in Guascogna, dove suo padre, prefetto della
Gallia, era tuttora gentile, ed aveva educato il suo figliuolo al
paganesimo. Se non che, convertitosi Paolino al cristianesimo in
Bordeaux, non tardò molto a divenire zelantissimo della novella
religione. Ottenuto il consolato, venne mandato ad amministrare la
provincia della Campania e quivi giunto trasferì la sua dimora dal

capoluogo Capua a Nola, per la ragione che in questa trovavasi
sepolto il santo vescovo Felice, e che i molti miracoli da esso operati
traevano gran folla alla sua tomba. Paolino, rinunciò al mondo, e le
proprie convinzioni e le tristi esperienze fatte della vita lo portarono
a dedicarsi tutto al sacerdozio, imperocchè accusato nientemeno che
dell'uccisione di suo fratello, non aveva potuto provare la sua
innocenza che grazie all'intercessione del santo suo protettore Felice.
Diventato prete, Paolino non tardò ad acquistare grande rinomanza
per il suo ingegno e per la sua dottrina nelle scienze ecclesiastiche,
mentre la santità della sua vita gli procurò l'universale venerazione.
Venne chiamato a succedere a Felice nella cattedra vescovile di Nola,
e quando morì, nel 431, fu sepolto nella stessa cattedrale, di dove il
suo corpo venne trasportato prima a Benevento, poscia a Roma,
nella chiesa di S. Bartolomeo.
Nè il suo genio, nè i suoi miracoli contribuirono maggiormente però
a mantenere viva nel popolo la memoria di S. Paolino, bensì una sua
buona azione, un suo atto generoso. Mentre era vescovo, l'unico
figliuolo di una vedova di Nola fu preso dai Vandali e portato come
schiavo in Africa. Paolino, mosso da sentimento di carità cristiana, si
portò colà per riscattare il giovane, sottoponendosi in vece sua alla
schiavitù africana. Compiuta questa santa opera, tornò dalla Libia,
ed i Nolani si recarono ad incontrarlo fuori della città, riconducendolo
al suo vescovato, con musica, danze e con le più solenni
manifestazioni di gioia. Questo ingresso trionfale ebbe luogo il 26 di
giugno di non si sa quale anno e ogni anno si celebra la memoria di
quel giorno, con straordinario intervento di persone, le quali
accorrono da tutte le contrade della Campania, per prendere parte a
divertimenti curiosi e originali.
Mi recai di buon mattino a Nola con la ferrovia. I prezzi dei biglietti
erano stati ridotti e alla stazione vi era una grande ressa di gente,
mentre tutte le altre strade che portano a Nola erano piene di
carrozze di ogni specie, le quali, movevano verso la città in festa. Il
mio viaggio durò poco più di una mezz'ora a traverso fertilissime

contrade, tutte coltivate a viti. Giunto a Nola, vidi, per così dire, una
fiumana di gente che entrava in città.
In vicinanza della porta si teneva la tradizionale fiera; le antiche
mura della città ed una torre aderente, erano tappezzate di cartelloni
giganteschi, dipinti bizzarramente; nella torre stessa si faceva vedere
la gran foca marina e sulla porta un uomo con una tromba faceva un
fracasso del diavolo, ora suonando l'istrumento ed ora vantando i
pregi del curioso animale. In una casa di fronte si faceva pure una
musica infernale, interrotta di quando in quando dalle voci stentoree
di una compagnia di giocolieri, i quali invitavano il pubblico ad
ammirare le loro prodezze. Non è possibile descrivere la varietà delle
merci che venivano offerte con alte grida nelle botteghe; nè il
chiasso assordante della folla, la quale irrompeva nella città; nè la
varietà dei colori dei vestiti che il popolo indossava e delle bandiere
che quasi tutti i popolani agitavano in mano. Ero appena entrato a
Nola che mi colpì la vista una strana cosa, della quale non avevo
ombra d'idea e che mi fece dubitare di trovarmi piuttosto nelle Indie,
od al Giappone, che in Italia, nella Campania. Vidi una specie di
torre, alta, sottile, tutta ornata di carta rossa, di dorature, di fregi
d'argento, portata sulle spalle da uomini. Era divisa in cinque ordini,
a piani, a colonne, decorata di frontespizi, di archi, di cornici, di
nicchie, di figure e coperta ai due lati di numerose bandiere. Le
colonne erano rosse, lucide, le nicchie dorate all'interno e guarnite di
rabeschi assai originali; le figure rappresentavano geni, angeli, santi,
guerrieri, tutti vestiti nelle foggie più strane ed erano collocati gli uni
sopra gli altri, e tenevano, in mano corni, mazzi di fiori, ghirlande e
bandiere. Tutto si moveva, tremava e svolazzava, e la torre stessa,
portata da circa una trentina d'uomini robusti, oscillava essa pure.
Nel piano inferiore stavano sedute alcune ragazze, incoronate di fiori,
in mezzo ai suonatori, i quali facevano un chiasso indescrivibile con
trombe, tamburi e triangoli.
La torre si avanzava lentamente nella strada, superando l'altezza
delle case, ed era sormontata in cima dalla statua di un santo. Da
altre parti si udivano nuove musiche e si vedevano consimili torri.

«Dio mio!—dissi ad un uomo che mi stava vicino—che cosa significa
tutto questo?» Mi rispose alcune parole in un dialetto
incomprensibile, fra le quali, uniche che riuscii ad afferrare, quelle di
guglie di S. Paolino. «Dovete sapere—mi disse allora un Napoletano
—che queste torri e questi obelischi sono dedicati al santo, perchè
quando egli ritornò dall'Africa, gli abitanti di Nola gli andarono
incontro facendogli grandi feste e portando fra le altre cose tali
obelischi. Di qui potrete vederli passare tutti, mentre si avviano alla
cattedrale».
Preferii recarmi senza indugio sulla piazza stessa, davanti al duomo,
dove dovevano prender posto tutte le torri.
Ne arrivarono subito nove da diverse parti ed erano quasi tutte della
stessa altezza, ad eccezione di una più elevata delle altre, che
raggiungeva i centodue palmi d'altezza appartenente alla
corporazione degli agricoltori. Ogni corporazione, od arte di una
certa importanza, prepara simili torri per la festa del santo. Le spese
sono sostenute dall'arte e ascendono per ogni torre a circa
novantasei ducati napoletani.
Nell'esaminare più da vicino quelle strane apparizioni che tanto mi
avevano colpito, a prima vista rilevai che riproducevano l'architettura
bizzarra e barocca degli obelischi che sorgono sopra alcune piazze di
Napoli, e che, sopracarichi di sculture e di ornati, non dànno un'idea
molto favorevole del buon gusto artistico dei Napoletani.
Ogni obelisco è fabbricato in istrada, presso la casa di qualche
distinto maestro d'arte, sotto una grande e alta tenda destinata a
proteggere contro le intemperie l'opera stessa e gli artisti che la
stanno componendo.
Lo scheletro delle torri è formato di antenne e di travicelli; un piano
si sovrapone all'altro e la parte anteriore e i due lati si ricoprono di
carta, mentre la parte posteriore è formata tutta da foglie di rami di
mirto e da una quantità di piccole bandiere. Sulle pareti di carta dei

due lati sono dipinti geni i quali portano ghirlande. La parte anteriore
è la più ricca di ornamenti, perchè a questa lavorano pittori ed
architetti. Ogni piano è formato di colonne di ordine corinzio,
sormontate da una cornice con una nicchia ed in questa sono
collocate figure e statue. Le persone vive stanno al piano inferiore, e
sono ragazze e giovanetti che vestono una gonnella corta e portano
in testa elmi di carta dorata. Nella nicchia, a metà della torre, si
trova la figura principale. In quella degli agricoltori, o mietitori, io vidi
una Giuditta colossale stupendamente vestita, la quale teneva in
mano la testa di Oloferne; in altre torri scorsi santi, o protettori, o
patroni dei varî mestieri. A fianco di queste figure principali si
trovano ad ogni piano emblemi di varia natura, angeli che tengono in
mano bandiere, od arpe, e geni con corone di fiori e trombe. Nella
nicchia del piano superiore sta un angelo con un incensorio, e sulla
cupola dorata, o sull'ornamento a foggia di giglio, che forma
l'estremità della torre, sorge un santo. Sulla torre degli agricoltori si
vedeva S. Gregorio vestito da cavaliere dell'ordine di Malta, con una
bandiera in mano.
Un emblema posto sulla cornice che sormonta la nicchia a metà della
torre, indica la corporazione, o il mestiere a cui quella appartiene. Su
quella degli agricoltori stava una falce; su quella dei pastai stavano
due grossi pani; su quella dei macellai era un pezzo di carne; su
quella dei sarti una bianca veste; su quella dei calzolai una scarpa;
su quella dei pizzicagnoli una forma di cacio; su quella dei negozianti
di vino un fiasco. Ogni torre inoltre è preceduta da un giovanetto, il
quale porta un altro emblema: quello dei giardinieri portava un corno
di abbondanza; gli albergatori e i bettolieri erano preceduti da un
barile di vino sostenuto da due giovani, vestiti in guisa da raffigurare
S. Pietro e S. Paolo.
Al suono delle loro bande musicali, tutte le torri si avviarono verso la
cattedrale. Tutto quel chiasso, tutta quella gente dai costumi più
svariati, tutte quelle bandiere, i balconi delle case gremiti di fiori e di
belle ragazze, tutte quelle torri bizzarre che oscillavano, sotto il sole
abbagliante del mezzogiorno, formavano uno spettacolo così vivace,

così singolare che ne rimasi assordito, allibito: credetti di essere
tornato ai tempi del paganesimo.
La marcia delle torri era aperta da due di queste, assai piccole, al
piano inferiore delle quali erano ragazzi coronati di fiori; poi veniva
una barca, in cui stava un giovanetto vestito alla turca, con in mano
un fiore di granata. Dietro la barca veniva un grandioso legno da
guerra, benissimo rappresentato, con a prua un giovane vestito da
moro, che se ne stava fumando un sigaro, mentre sul ponte eravi la
statua di S. Paolino, inginocchiata in atto di preghiera, davanti ad un
altare.
Giunta poi ogni torre davanti alla cattedrale, incominciava uno strano
spettacolo, imperocchè ognuna di quelle moli grandiose si dava a
ballare a suon di musica. Precedeva i portatori un uomo con un
bastone, il quale batteva il tempo, e le torri seguivano quello. Il
colosso oscillava e sembrava ad ogni istante che volesse perdere
l'equilibrio e cadere; tutte le figure si muovevano, le bandiere
sventolavano; era un colpo d'occhio fantastico. Ogni torre
incominciava a danzare davanti al duomo, e poi ballavano tutte
insieme per quasi cinque minuti. Appena ogni torre si era fermata
davanti alla cattedrale e aveva ripreso il suo posto, una ventina di
giovani e di uomini si disponevano in circolo intorno ad essa,
tenendosi le mani sulla spalla e ballavano. Intanto due ballerini
facevano in mezzo a questi una danza particolare, finchè
sopraggiungeva un terzo che veniva da questi sollevato per aria,
dove si dimenava con tutte le membra. A poco a poco cominciava a
divenir pallido e, quasi colpito da vertigine, cadeva a terra come
morto. Gli altri continuavano a ballargli intorno, in circolo, mentre il
morto si rialzava sorridendo e al suono di nacchere esso pure si
rimetteva a girare. Quelle danze strane e originali, mi ricordarono il
culto di Adone, ma non trovai nemmeno chi potesse fornirmi
un'esatta spiegazione di quel ballo mistico. Davanti ad una torre,
invece di ballare, si facevano giuochi di forza e un uomo faceva
esercizi sulla testa di un altro. Ballò perfino il grosso legno da guerra.
In alcuni momenti suonavano contemporaneamente le musiche di

quattro di quelle torri, che insieme con gli urli, con gli schiamazzi e
con le grida di migliaia di persone, facevano un baccano indiavolato.
Tutto questo chiasso avveniva sulla piazza, davanti alla cattedrale,
mentre nell'interno della chiesa il vescovo cantava tranquillamente
messa solenne che i fedeli in ginocchio stavano ad ascoltare
devotamente.
Terminata la messa e finito il ballo delle torri, si chiuse la funzione
religiosa con una processione a cui presero parte tutto il clero
secolare, e tutte le corporazioni di frati; non vidi mai in Italia frati di
un aspetto così imponente e così florido come questi e non so se ciò
dipendesse dalla bontà dell'aria, dalla ricchezza e fertilità del paese,
o dalla libertà con cui vivono i frati nel regno di Napoli. La
processione con dietro tutte le torri, fece il giro di tutta la città
accompagnata dallo scoppio incessante di razzi e di mortaletti.
Era intanto passato mezzogiorno; le funzioni religiose erano
terminate e la popolazione cominciava ad andarsene per i fatti suoi.
Stordito da tutto quel baccano, stanco di tutta quella folla, cercai
rifugio in una trattoria, che trovai già piena di gente. In questi paesi
tutto è allegro e chiaro, ed anche le pareti di quella bettola erano
dipinte a colori vivaci. In un batter d'occhio vidi recare e scomparire
piatti enormi di maccheroni, e di carne di agnello arrosto. Il vino
rosso e denso era servito in brocche di terra cotta, a doppio manico,
e non si beveva, come nell'Italia superiore e centrale, in bicchieri di
vetro, ma alla brocca stessa, come nei tempi antichi. Il vino mi parve
assai migliore, bevuto in una brocca la quale per la forma mi
ricordava i vasi antichi e quelle brocche scoperte a Pompei, ora a
Napoli nel Museo Borbonico e che hanno del pari doppio manico e la
brocca a foggia di trifoglio. Oggigiorno, tutte queste brocche, nella
Campania, sono verniciate in bianco con alcuni ornati che però non
conservano più nulla dello stile greco.
Nel pomeriggio il calore insopportabile riversò tutte le persone nei
caffè, i quali prendono il nome di Caffè nobile, non appena

cominciano a presentare una certa apparenza. Cercai il migliore di
tutti, che trovai però già pieno zeppo di persone; vi si soffocava per
il caldo. V'erano contadini che cantavano ritornelli, improvvisatori,
signori e dame elegantemente vestite, gli uni seduti, gli altri in piedi,
e altri ancora che giravano attorno ai tavoli. Si prendevano gelati in
abbondanza e di gusto squisito. Non ho mai provato come in quel
caffè la voluttà di sorbire un buon gelato, tanto era soffocante il
calore, e non tardai molto in mezzo a tutta quella folla, ad
addormentarmi e sognai Marcello, Annibale, Augusto morente, Livia,
Tiberio, le baccanti, gli affreschi di Pompei, i vasi di Nola, S. Paolino
e la sua festa, e le torri che ballavano. Al di fuori la folla continuava a
gridare e a far chiasso, ma siccome il rumore era continuato, si
poteva benissimo dormire come si dorme sulla spiaggia del mare, al
muggito delle onde.
La città, che visitai tutta quanta, non ha nulla di notevole, ma è
abbastanza pulita e resa gaia dai molti e bei giardini. Nei tempi
antichi Nola non era affatto inferiore a Pompei con la quale
manteneva grandi relazioni commerciali. Le tre città più fiorenti della
Campania erano infatti: Nola, Aceria e Nocera, che avevano il loro
porto a Pompei, sulla foce del Sarno, ricoprendo allora il mare, che di
poi si ritirò da Pompei, buona parte di quella fertile pianura.
Ero uscito di città per salire al convento di S. Angelo, appartenente ai
monaci di S. Francesco, il quale sorge con un porticato aperto in una
bella posizione ed è attorniato da una splendida vegetazione,
quando incontrai per istrada una famiglia che tornava già dalla festa
e che era composta di una matrona di forse ottant'anni, con le sue
figliuole e nipoti. Non vidi mai vecchia di bellezza più classica, alta
com'era della persona e d'imponenza tragica.
Vestiva un abito di seta color chermisino, con ampio bordo di
broccato d'oro, stretto alla vita alla foggia greca, e sopra questo
portava un farsetto tutto rosso, ricamato in oro. I suoi capelli canuti
erano trattenuti sulla fronte da un nastro alla pompeiana. Procedeva
coll'imponenza e con la dignità di una principessa, o di una regina

dei tempi antichi, ed avrebbe potuto rappresentare benissimo nei
Persiani di Eschilo la parte di Atossa, consorte sublime di Dario e
madre di Serse. Mi ero unito a quella piccola brigata e, sebbene una
delle nepoti della vecchia fosse di non comune bellezza, pur non
potevo staccare gli occhi da quella imponente matrona. Le giovani
che l'accompagnavano, non erano vestite riccamente come quella;
portavano invece abiti a larghe maniche, di colori chiari ed avevano
in capo, alla moda del paese, il muccador, specie di velo fissato poco
sopra la nuca, in maniera da lasciar visibili i capelli sulle tempie,
antica usanza che si può osservare anche negli affreschi di Pompei.
Provavo molta fatica a comprendere qualche cosa, qualche parola
del dialetto che quelle donne parlavano. Compresi però che mi
invitavano ad accompagnarle a casa loro, la quale, mi dissero, che si
trovava a poca distanza. Per curiosità ci sarei andato molto
volentieri, ma il giorno era già inoltrato, mi premeva vedere S.
Angelo, godere del panorama che di là si osserva e perciò ringraziai,
declinando il cortese invito.
La vista che si gode dal convento è veramente bella. Si scoprono, a
sinistra il monte Somma ed il Vesuvio, a destra i monti di Maddaloni,
e sopra il monastero, in cima ad una collina, le rovine pittoresche del
castello di Cicala. In mezzo a quei monti si stende la campagna di
Nola, riccamente popolata di pioppi, di olmi, di alberi da frutta, da
cui pendono, a guisa di festoni, le viti. In mezzo a tutte queste
piante crescono rigogliosi il frumento ed il grano turco, e dovunque
brillano gli aranci e i melagrani, e la città, irradiata da un sole
abbagliante, trovasi come immersa in un mare di verzura, di vigneti
e di fiori. È davvero una contrada adatta per continue feste: la stessa
natura, eminentemente voluttuosa, invita senza posa al piacere.
Partii da Nola verso sera, quando stavano per cominciare le corse dei
cavalli; più tardi doveva ancora aver luogo un'illuminazione generale.
Quando a sera inoltrata mi trovai a Napoli, alla finestra della mia
abitazione a S. Lucia, vidi la folla che tornava dalla festa e si avviava
verso Chiaia; i cavalli erano guarniti di nastri e di fiori, la gente
faceva sventolare le piccole bandiere; tutti, carrozze, cavalli, e

uomini erano coperti di polvere. Gridando e schiamazzando la folla si
recava a Chiaia a prendere parte alla sfilata per il corso.
VI.
Chiunque si sia recato da Salerno ad Amalfi, seguendo la strada
lungo il mare, deve ricordare questa gita con vera soddisfazione.
Non ve ne è un'altra ugualmente bella in tutto il regno di Napoli, e di
tante escursioni che ho fatto in tutta quanta l'Italia, questa è quella
che mi ha lasciata più grata impressione di tutte le altre.
La strada segue sempre la spiaggia del mare, mantenendosi ad una
certa altezza, e piegandosi a tutte le sinuosità del suolo. Si hanno a
sinistra i monti e le fresche valli, popolate di villaggi, le quali
scendono al mare che rimane disotto, mentre lo sguardo può intanto
benissimo abbracciare Pesto, i monti delle Calabrie, il capo Licosa e il
golfo Policastro.
Il primo abitato che s'incontra in vicinanza di Salerno è Vietri; la
posizione di questa piccola città mi ha ricordato Tivoli. Giace in una
gola ampia e grandiosa, sulla riva di un torrente, il quale fornisce
l'energia necessaria a parecchi molini, ed è un paese bruno,
d'aspetto bizzarro, con parecchie chiese e cappelle. Sulla spiaggia del
mare possiede il suo piccolo porto popolato di barche. Quasi tutti i
paesi situati in alto hanno un piccolo borgo alla marina, dove si
possono godere scene di vita marinaresca con maggior evidenza che
nei quadri. Quando dall'alto di quelle rupi si contemplano le
barchette, che ora compaiono sulle onde e ora spariscono, si direbbe
che siano sospese per aria.
Tutte le torri che ancora si scorgono sulla spiaggia del mare, tutti i
castelli situati sulle alture, fanno pensare ai tempi in cui i Normanni
fondarono in queste contrade il loro meraviglioso regno, quel regno
che segnò un'epoca nella storia della civiltà ed esercitò una grande
influenza nell'Occidente e nell'Oriente.

In quel tempo erano, a dire il vero, assai strane le condizioni
dell'Italia meridionale; aspre signorie di Greci e di Longobardi,
scorrerie continue degli Arabi e repubbliche fiorenti come quelle di
Amalfi, di Gaeta e di Napoli.
In questa bella Salerno, che oggi riposa tranquilla in riva al suo
mare, regnava allora il principe longobardo Guaimaro, quando
comparve davanti alla città una flotta saracena e gl'infedeli diedero
l'assalto alle mura. I Salernitani erano infiacchiti al pari dei Sibariti e
dei Bizantini e la città, male guardata, stava in pericolo di cadere.
Fortuna volle che si trovassero per caso in quel momento a Salerno
quaranta pellegrini normanni che tornavano di Terra Santa, a bordo
di un legno amalfitano. Domandarono subito armi, si precipitarono
fuori della porta ed attaccarono con impeto i mussulmani. I
Salernitani, animati dall'esempio, tennero lor dietro, e dopo un
sanguinoso combattimento i Saraceni furono sbaragliati e costretti a
levar l'assedio. Guaimaro ricompensò generosamente i pellegrini, i
quali, ritornati in patria, eccitarono la fantasia dei loro compaesani
con le narrazioni delle bellezze della spiaggia di Salerno, dei prodotti
di quel suolo fertilissimo, della primavera perpetua che vi regnava e
dei tesori che colà, uomini arditi e coraggiosi avrebbero potuto
acquistare.
Gli avventurosi Normanni s'imbarcarono allora pel mezzodì d'Italia,
guidati da Dragut. Ciò avvenne in principio del secolo XI e la stirpe
dei Normanni fu più fortunata di quella dei napoleonidi e di Murat.
Sismondi osserva che da quell'epoca, nella lingua dell'Irlanda, si
mantenne dell'antico dialetto scandinavo la voce figiakasta, vale a
dire desiderî di fichi, locuzione figurata per esprimere un desiderio
intenso.
Giungemmo frattanto a Cetara, luogo delizioso quanto mai sulla
spiaggia del mare, una vera e fertile oasi in mezzo ai monti. Di
questo paese mi colpì l'architettura tutta moresca. Le case sono
piccole e ad un sol piano, con logge e verande circondate di viti; i

tetti sono convessi e tinti di nero. La chiesa piccola e di architettura
bizzarra, sorge in un boschetto di aranci. Tutto l'insieme del paese
aveva un carattere così esotico, che non si sarebbe mai pensato di
essere nel centro d'Europa. Allo splendore di un magnifico sole, le
piante e i fiori sembravano sorridere e le piccole case con le loro
verande, parevano sepolte nella verzura. Tutto era pulito, bello;
v'eran piante di aranci, di carrubbe e di gelsi; stupendi cactus in fiore
e magnifiche piante di aloe contribuivano a dare un carattere esotico
al paesaggio.
Cetara fu il primo punto occupato dai Saraceni su questa riviera.
Quivi essi si fermarono e in seguito estesero i loro dominî, fondando
colonie ad Amalfi, Minori, Maiori, Scala e Ravello, perchè i
mussulmani facevano scorrerie continue su queste spiaggie, prima
ancora di conquistare la Sicilia. Costoro erano attirati e indotti su
questi lidi, dalle continue lotte dei Greci, con le città e con i
Longobardi. La stessa città di Napoli ne diede l'esempio in principio
dell'anno 836, quando si rivolse, per mezzo del suo console Andrea,
agli Arabi, onde avere soccorso e liberarsi dalla signoria di Sicardo
principe di Benevento, e quella repubblica, allora fiorente, strinse
lega con i Saraceni senza tener conto nè degli anatemi del sommo
pontefice, nè delle minacce degli imperatori greco-romani. Tale lega
durò circa un mezzo secolo e si narra che a quei tempi il porto di
Napoli presentasse un aspetto addirittura saraceno. Quando, dopo la
morte di Sicardo avenuta nell'839, la signoria longobarda cadde a
Salerno e a Benevento, e pugnavano per questa fra di loro Radelchi
e Siconulfo, quest'ultimo chiamò una banda di Saraceni e prese ai
suoi servizi il mussulmano Apolofar con un certo numero di Cretesi.
Gli Arabi presero liberamente stanza in Salerno e vi si stabilirono
definitivamente, fabbricando case nei dintorni della città.
Finalmente, nell'anno 871, Radelchi e Siconulfo fecero la pace,
dividendosi gli stati di Salerno e di Benevento e stabilirono la
condizione che non si dovesse permettere più agli Arabi il soggiorno
nella costa fra Amalfi e Salerno; ma ad onta di ciò, molti si fecero
battezzare e vi rimasero. Costoro avevano già data a quella località

un'impronta tutta moresca che non si è più cancellata. Altri Arabi
vennero poi dalla Sicilia, di modo che nel corso del secolo IX tutta
quanta la Calabria si trovò in pericolo di diventare mussulmana; a
Bari regnava un sultano, Taranto cadeva nelle loro mani e
minacciavano di prendere Roma stessa, dove i Saraceni sorpresero e
saccheggiarono le chiese di S. Pietro e di S. Paolo, mentre Napoli
continuava a stare con loro in buone relazioni, ad onta degli sforzi
dell'imperatore Ludovico II.
Si stabilirono nuovamente in Cetara nell'anno 880 e la repubblica di
Napoli assegnò loro alcune terre sulle sponde del Sebeto. Essi
presero pure dimora alle falde del Vesuvio, nei dintorni classici di
Pompei, non che sul Garigliano, donde partivano per fare scorrerie in
tutta quanta la Campania. Fondarono parimenti la loro colonia di
Agropoli, nelle vicinanze di Pesto.
Ai tempi del dominio dei Normanni si ritirarono più di una volta da
queste contrade e molti abbracciarono il cristianesimo, altri rimasero
al servizio di Ruggero, portando nella bella provincia di Salerno le
costumanze e la civiltà orientale. Lo stesso nome di Cetara sembra
che sia di origine orientale.
Il sole intanto si era fatto cocentissimo, riflettendosi sulle nude rocce
dove camminavamo in fretta, e noi eravamo ancora a buona distanza
da Amalfi. L'aspetto della riviera si faceva a mano a mano sempre
più bello. Al nostro fianco sorgevano monti altissimi, le cui cime si
perdevano nelle nubi, mentre la loro tinta oscura, sotto la sferza del
sole che rendeva sempre più azzurre le onde del mare, faceva un
grande contrasto con lo splendore di questo e con la limpidezza del
cielo. Sorgevano qua e là, sul pendio dei monti, rovine di antichi
castelli dei tempi normanni indicanti i luoghi dove un giorno
esistettero villaggi. Stupenda ci apparve la posizione di Maiori e di
Minori nei due punti più belli della riviera, due piccole città al pari di
Cetara, appoggiate al monte e circondate da giardini amenissimi.

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