Perché le navi galleggiano?
Bella domanda.
Sicuramente per il principio di Archimede, di cui abbiamo parlato l’ultima volta.
Il ferro con cui è costruita la nave ha un peso specifico maggiore di quello dell’acqua, ma la nave presenta una struttura interna che contiene grandi spazi pieni solo d’aria che abbassano il peso specifico della nave e le consentono di galleggiare.
Ma questa domanda è in realtà mal posta.
Il principio di Archimede ci spiega perché un corpo galleggia: un pallone galleggia, un tronco d’albero galleggia, un frigorifero galleggia….
Una nave oltre a galleggiare deve essere stabile, cioè non ribaltarsi. “Galleggiare” non significa per forza stare (e rimanere!!) voltati “in su”. E neppure avere una parte emersa.
Ad esempio i pesci ed i sottomarini variano il galleggiamento tramite casse di compenso (vescica natatoria) che gonfiano o svuotano per diminuire o aumentare la propria la densità, e quindi emergere o immergersi.
C’è poi l’equilibrio dei corpi parzialmente emersi che riguarda appunto le navi: è la parte immersa (carena o opera viva) che fornisce la galleggiabilità. La spinta per il principio di Archimede dipende dal peso specifico del liquido spostato e varia in funzione della salinità e della temperatura.
La nave quindi viene sempre a pesare meno di tutta la massa d’acqua spostata, ma
oltre al principio di Archimede, entra in gioco la forma della nave: se infatti si stratificassero tutti i materiali utilizzati per una nave facendone un blocco unico, questo affonderebbe, con tanti saluti al principio di Archimede.
Il tipo di scafo gioca un ruolo importante. Le barche hanno due tipi di scafo, a carena planante e a carena dislocante. Le barche da diporto hanno in molte quella planante, cioè con un pezzo di scafo praticamente in piano che grazie alla particolare forma tende a sollevarsi dall’acqua, riducendo la parte immersa e quindi la conseguente frizione dell’acqua, a tutto vantaggio della velocità; i pescherecci, le barche a vela e le navi più grosse come le petroliere, le navi da crociera o i cargo, sono a carena dislocante, quindi studiate per essere capienti e stabili.
Detto cosi è molto approssimativo, lo ammetto, ma occorrerebbe essere ingegneri navali per conoscere a fondo questa materia. La mia ben più modesta ambizione era quella di far riflettere sul fatto che una cosa è spiegare perché un qualcosa sta galla, un’altra è comprendere il perché una nave può navigare portando carichi enormi in equilibrio e in sicurezza.
Se poi al comando ci si mette un deficiente, un’altra ancora.
