Proprio come il vapore trasformò il trasporto terrestre con l'invenzione della locomotiva, divenne anche la principale fonte di energia sull'acqua, sostituendo i remi manuali e le vele.
Prima di sfruttare la potenza del vapore, le persone si affidavano ai capricci del vento e delle intemperie per spostarsi sulle navi a vela. Navi a vapore poteva gestire meglio il mare mosso e offriva una valida alternativa, consentendo alle navi di navigare su fiumi, laghi e oceani indipendentemente dalle condizioni del vento.
Questa svolta ha consentito una programmazione più precisa, una maggiore affidabilità e tempi di viaggio più rapidi, cambiando in definitiva il commercio e i trasporti globali.
ContenutoPer capire come funziona una nave a vapore è necessario guardare alle origini della tecnologia del vapore.
Nel 75 d.C., il famoso matematico Eroe scrisse sulla meccanica e le proprietà dell'aria e creò progetti per un rudimentale motore a vapore, che presentava una sfera cava con tubi piegati che sporgevano da entrambi i lati. Riempire la sfera con acqua e posizionarla sopra un fuoco farebbe sì che il calore vaporizzi l'acqua. Quindi, il vapore fuoriuscirebbe attraverso i tubi, facendo ruotare la sfera.
Nel XVII secolo, lo studioso italiano Giovanni Battista della Porta aveva osservato come il vapore aiutasse a creare il vuoto. La sua teoria era che quando l'acqua si convertiva in vapore all'interno di un contenitore chiuso, la pressione aumentava e la condensazione del vapore nuovamente in acqua determinava una diminuzione della pressione.
Lo scienziato francese Denis Papin ha messo in pratica la teoria di Della Porta con un dispositivo simile a una pentola a pressione. È diventata la prima applicazione pratica della pressione del vapore. Papin ha sviluppato ulteriormente il concetto utilizzando un pistone scorrevole sopra un cilindro chiuso riempito d'acqua. Man mano che l'acqua si riscaldava, il vapore si espandeva, spingendo il pistone verso l'alto. Dopo il raffreddamento e la condensazione, il vuoto ha riportato il pistone verso il basso.
Diversi inventori hanno contribuito allo sviluppo dei motori a vapore, tra cui l'ingegnere militare Thomas Savery. Nel 1698 ottenne il brevetto per la sua pompa a vapore.
La pompa aveva una camera di ebollizione che spostava il vapore in un diverso contenitore, il quale aveva un tubo dotato di valvola di non ritorno prolungato nell'acqua da aspirare. Quando l'acqua fredda veniva versata nel contenitore pieno di vapore, il vapore si condensava in un liquido, creando un vuoto che attirava l'acqua dal basso attraverso il tubo.
Poi, l’inventore inglese Thomas Newcomen introdusse il motore atmosferico all’inizio del XVIII secolo. Il motore pompava l'acqua fuori dalle miniere e utilizzava il vapore per creare un vuoto parziale in un cilindro, facendo sì che la pressione atmosferica spingesse un pistone verso il basso. Nel XVIII secolo, James Watt sviluppò il motore atmosferico Watt, dotato di un condensatore separato e della capacità di sfruttare la forza espansiva del vapore.
Lo sviluppo iniziale della nave a vapore è strettamente parallelo a quello della locomotiva a vapore e della stessa macchina a vapore. Alla fine del 1600, Denis Papin, innovatore del pistone a vapore e della pentola a pressione, teorizzò l'uso di giranti azionate a vapore per alimentare una barca.
Tuttavia, fu solo nel 1763 che a Jonathan Hull fu concesso il primo brevetto di nave a vapore per un rimorchiatore per uso portuale che utilizzava il motore di Savery per azionare una ruota idraulica. Sfortunatamente per Hull, sia il motore di Savery che quello di Newcomen non erano in grado di produrre potenza sufficiente. Fu solo dopo il contributo di James Watt alla tecnologia del vapore che i primi battelli a vapore divennero realizzabili.
Gli inventori britannici e francesi (tra cui il pioniere delle locomotive a vapore Richard Trevithick) lavorarono al concetto ma crearono solo navi lente e ingombranti. Ma durante lo stesso periodo, Robert Fulton testò con successo un prototipo di battello a vapore per l'uso fluviale. Nel 1807 varò il Clermont, una barca a ruote che presto si dimostrò in grado di trasportare passeggeri e merci commerciali per miglia su e giù per la corrente. Il successo si diffuse in Europa, dove nel 1812, l'ingegnere britannico William Symington fece debuttare la Charlotte Dundas, la prima nave passeggeri a vapore di successo.
Le navi a vapore sostituirono rapidamente le vele. Nel 1815, più di 40 navi a vapore operavano da Liverpool. Nel 1826, gli uomini d'affari legati all'industria della vela arrivarono al punto di inviare una petizione per chiedere l'intervento del governo per proteggere la loro attività. L'energia del vapore ha dominato il trasporto navale fino all'avvento dei motori diesel nella seconda metà del XX secolo.
L'accordo Fulton-Livingston fu un accordo significativo raggiunto tra Robert Fulton e l'avvocato e diplomatico Robert R. Livingston nel 1807. L'accordo concedeva a Fulton e Livingston i diritti esclusivi per la gestione di navi a vapore sui corsi d'acqua di New York, in particolare sul fiume Hudson. Ha dato loro un vantaggio legale impedendo ai concorrenti di utilizzare battelli a vapore nella regione senza il loro permesso.
Di conseguenza, Fulton e Livingston furono in grado di stabilire un servizio di battelli a vapore di successo e di dominare l'industria delle navi a vapore a New York. L'accordo Fulton-Livingston ha svolto un ruolo cruciale nel successo commerciale e nello sviluppo dei trasporti a vapore, creando un precedente per la legislazione e la regolamentazione future nel campo emergente delle navi a vapore.
Una delle prime navi a vapore di successo fu la PS Comet. Salpò per la prima volta nel 1812 come piroscafo a ruote e venne aggiornato con la nuova tecnologia nel 1819. Operando sul fiume Clyde in Scozia, trasportava passeggeri e forniva servizi merci su base regolare.
Quando si trattava di viaggiare sull’oceano, alle navi dotate di vele veniva fornita energia a vapore ausiliaria da utilizzare quando l’energia eolica era insufficiente. Una di queste navi, la SS Savannah, divenne la prima nave a vapore ad attraversare l'Oceano Atlantico nel 1819 quando viaggiò da Savannah, in Georgia, a Liverpool, in Inghilterra.
La nave ibrida, che impiegò circa 29 giorni per compiere il viaggio, faceva affidamento anche sulla potenza della vela per la navigazione perché il motore a vapore non era abbastanza potente da sostenere la propulsione a vapore continua. Non trasportava passeggeri o merci.
Le navi a vapore hanno cambiato il modo in cui viaggiavamo, commerciavamo e ci connettevamo. Con la creazione delle navi a vapore arrivò un modo di viaggiare affidabile ed efficiente. Ha inoltre consentito un'espansione del commercio globale poiché la riduzione dei tempi di viaggio ha comportato un aumento della capacità di carico.
Poiché la nave a vapore coincise con la rivoluzione industriale, contribuì anche alla crescita dell’industrializzazione. Ingegneri e inventori migliorarono continuamente l'efficienza del motore a vapore, la progettazione dello scafo, i sistemi di navigazione e le misure di sicurezza. Queste innovazioni gettarono le basi per le successive generazioni di navi e influenzarono l'evoluzione dell'ingegneria navale e dell'architettura navale.
Ulteriori progressi portano alla sostituzione definitiva delle navi a vapore. La transizione verso le navi alimentate a diesel e, successivamente, verso le navi portacontainer e altre navi moderne, iniziò nel XX secolo.
Questo articolo è stato creato in collaborazione con la tecnologia AI, quindi verificato e modificato da un editor di HowStuffWorks.
