Se hai mai visto Ponyo di Hayao Miyazaki, avrai notato la barca a vapore in azione. Il giocattolo per bambini utilizza il calore di una candela per alimentare un motore che spinge la barca in avanti. Sono abbastanza interessanti come giocattoli per bambini, ma ciò che è molto più affascinante, ovviamente, è creare una barca a vapore così grande da poter trasportare una persona reale. Questo nobile obiettivo è stato raggiunto con successo da un team, che lo ha dimostrato a Steve Mould, YouTuber e divulgatore scientifico.
Prima di tutto, come funzionano le barche a vapore? Anche se potrebbe sembrare semplice, il funzionamento interno del giocattolo è un po’ più complicato di quanto ci si aspetti.
Si inizia riempiendo un tubo che porta al “motore” – un piccolo contenitore di metallo sotto una candela – prima di mettere la barca in acqua e accendere la candela per iniziare a riscaldare l’acqua. In questo modo, la barca si muove in avanti. La parte complicata è capire esattamente come funziona.
All’interno del “motore”, l’acqua viene riscaldata, facendola evaporare e aumentando la pressione all’interno del motore. Ciò provoca la spinta dell’acqua più in fondo nel tubo e la sua fuoriuscita dalla fine. Ma quando si raffredda, la diminuzione della pressione fa sì che l’acqua ritorni nel tubo verso il motore, dove viene riscaldata e il processo si ripete. Quindi, se l’acqua viene costantemente aspirata e spinta di nuovo fuori, come si genera la spinta in avanti?
Una teoria era che, mentre l’acqua viene espulsa, viene sparata in una direzione, spingendo la barca in avanti, ma quando ritorna nel tubo l’acqua proviene da tutte le direzioni anziché da una sola. Il risultato è un movimento netto in avanti. Tuttavia, secondo Mould – che ha avuto una barca a vapore trasparente realizzata dal team di soffiatori di vetro scientifici dell’Università di Southampton per vedere di persona – questo non è del tutto corretto.
In realtà, mentre la barca espelle l’acqua, il getto fa sì che la barca si muova in avanti. Questa è la sua reazione uguale e opposta. Tuttavia, quando l’acqua ritorna nel tubo, viene incontrata dall’acqua e dal gas più in alto nel tubo, ed è questo che spinge invece di far muovere la barca all’indietro. Il risultato è un movimento netto in avanti, senza possibilità di sterzare.
Mould ha avuto la possibilità di provare una versione a grandezza naturale della barca a vapore, grazie al Centro Scientifico AHHAA a Tartu, in Estonia. Va lento, ma è comunque impressionante da vedere.
