I piroscafi "PATRIA e CONCORDIA" sono gli unici rimasti sul lago di Como. Il Concordia è ancora attivo al servizio mentre il PATRIA è fermo per "manutenzione" e sembra che non ci sia alcuna intenzione di metterlo in funzione. Malgrado l'impegno della associazione "La Famiglia Comasca", nessuno si è impegnato seriamente per il recupero così perderemo un patrimonio storico e affettivo per gli abitanti delle rive del Lario.

15 luglio 2004 - il piroscafo PATRIA è in cantiere per opere di conservazione

8 MAGGIO 2013

Il piroscafo PATRIA ha concluso il progetto di recupero e superato il collaudo con il rilascio di tutte le certificazioni è riabilitato alla navigazione


Varati nel 1926, il "PATRIA e il CONCORDIA", due gemelli, con il nome di SAVOIA e 28 OTTOBRE per far fronte all'esigenza di battelli veloci da destinare alle corse principali. Hanno portato avanti e indietro studenti e lavoratori di diverse generazioni. Vederli solcare maestosi le nostre acque suscitano in molti di noi indimenticabili ricordi.

Lo scafo

Lunghezza fuori tutto 53,77 m.

Larghezza 6,40 m.- 12,30 con le ruote,

Altezza laterale 2,60 m.

Imersione a pieno carico 1.35 m.

Dislocamento di 209,95 t e 286,14 t a vuoto e pieno carico.

La portata è di 900 persone e 10 di equipaggio.

Potenza 600 CV

Velocità massima 28 Km.h.

Piano Generale di Costruzione

 

Caratteristiche generali


I battelli gemelli "Patria" e il "Concordia" venivano messi in servizio negli anni Venti dalla Societa' Lariana, che allora gestiva la navigazione sul lago di Como, per far fronte all'esigenza di battelli veloci da destinare alle corse principali. Costruiti dalla ditta Odero di Sestri, venivano varati nel 1926 con il nome originale di "Savoia" e "28 Ottobre" rispettivamente. Hanno scafo costituito da piastre in acciao chiodate, lunghezza fuori tutto di 53,77 m, larghezza di 6,40 m (12,30 con le ruote), altezza laterale di 2,60 m, immersione a pieno carico di 1,35 m e dislocamento di 209,95 t e 286,14 t a vuoto e a pieno carico. La portata iniziale era di 900 persone e l'equipaggio di 10 persone, fra cui due macchinisti e due fuochisti.
Si tratta di barche con un unico ponte passeggeri di coperta del tipo "mezzo-salone" , cioe' con sala a poppa sotto il ponte di coperta. Il tipo di propulsione e' a ruote con motrice diagonale a vapore dotata di tre cilindri a triplice espansione e distribuzione a valvole "Caprotti" sviluppante la potenza di 600 CV e in grado di imprimere una velocita' massima di 28 km/h a circa 60 giri/m alle prove, con un consume orario di 450 Kg di carbone. Le caldaie , a tubi di fumo di tipo "Scozzese" a grande volume d'acqua, vennero in seguito adattate con bruciatori a nafta e il personale richiesto scese a un macchinista e un fuochista.

La motrice


Gli appassionati, e non, possono ancora vedere funzionante l'impressionante apparato motore del "Concordia". Le ruote sono collegate da un enorme asse in acciaio forgiato sul quale sono ricavate tre manovelle, poste a 120 gradi, a cui sono collegate le tre possenti bielle dei cilidri, come mostrato da questa immagine che mostra la costruzione della macchina del piroscafo "Stadt Luzern". L'elevata dimensione di queste macchine rispetto a quelle moderne di pari potenza e' dovuta alla bassa velocita' di rotazione dei propulsori a pale. Il fattore di potenza e' infatti fornito dal prodotto fra le forze sprigionate e la velocita'. Velocita' lente richiedono forze enormi. Le velocita' piu' elevate dei propulsori ad elica permettono velocita' di rotazione molto piu' elevate e quindi forze motrici equivalemtemente minori. All'epoca in cui si sono sviluppate queste motrici la tecnologia degli ingranaggi di riduzione non consentiva la trasmissione delle potenze richieste e pertanto la motrice doveva essere direttamente accoppiata alla ruota a pale ed essere dunque di grandi dimensioni.
La grande dimensione della motrice e' sempre stata un problema sui piroscafi a pale perche' sottraeva prezioso spazio al carico pagante. D'altra parte, la dimensione dei cilindri di grande potenza non permetteva una facile sistemazione in verticale nel ristretto spazio fra scafo e asse della ruota. Da qui, le molte soluzioni ingegnose che sono state trovate, nel corso del secolo scorso, per la realizzazione di queste macchine, a partire dalla macchina "a leva laterale" fino a quella a "cilindri oscillanti", in cui la funzione della biella viene sostituita da tutto il cilindro, oscillante sulla sua testa, appunto.

Le macchine del "Patria" e del "Concordia" hanno cilindri diagonali, la soluzione che ha avuto maggior successo alla fine del cammino tecnologico della navigazione a ruote come mostrato da questa immagine che mostra un'altra visuale della macchina del piroscafo "Stadt Luzern". A differenza della precedente immagine, i cilindri del Patria e del Concordia, hanno dimensione diversa perche' si utilizza l'espansione composta che consente il massimo sfruttamento energetico e che era pratica comune alla fine dell'ottocento. Con questa tecnica, anziche' espandere completamente tre quantita' eguali di vapore in tre cilindri uguali, una quantita' tripla di vapore viene espansa in cascata suddividendo il salto di pressione fra tre cilindri (In Figura 1 e' mostrato l'esempio con espansione multipla in due cilindri). Infatti, il vapore che arriva dalla valvola di intercettazione viene immesso dapprima nel cilindro di alta pressione, dimensione piu' contenuta, dove espande parzialmente. Lo scarico di questo viene immesso nel cilindro di media pressione, un po' piu' grande per una successiva espansione e da qui, nel cilindro di bassa pressione per completare l'espansione. Poiche' a pari quantita' in peso, il vapore ha maggior volume a pressione minore, i tre cilindri hanno dimensione diversa, il piu' piccolo essendo quello di alta pressione e il piu' grande quello di bassa pressione.

L'uso della dell'espansione multipla e' pratica normale nei motori a vapore marini, dove il risparmio di combustibile e' essenziale. Infatti, spezzare l'espansione in piu' stadi evita la grande escursione di temperatura presente nell' espansione singola, escursione che causa forti perdite di calore. Inoltre l'espansione completa in un solo cilindro e' anche piu' difficoltosa da realizzare.

Si noti che l'espansione multipla complica la gestione della motrice. Per esempio, poiche' dalla valvola di intercettamento il vapore viene immesso solo nel cilindro di alta pressione (gli altri essendo alimentati dall'uscita di questo), la partenza puo' risultare difficoltosa in quanto viene effettuata con la potenza di questo solo cilindro. Inoltre, la manovella di questo cilindro potrebbe trovarsi nel punto morto. In questi casi, il vapore fresco puo' essere immesso direttamente anche nei cilindri di media e di bassa pressione, tramite la regolazione cosiddetta di "spinta". Questa pratica era obbligatoria quando l' espansione multipla era applicata alle locomotive, in cui, contrariamente a quanto accade per le motrici marine, alla partenza occorre il massimo sforzo.

Mentre la triplice espansione e' stata una pratica comune nei motori a vapore marini con propulsione a elica, motori cosidetti verticali invertiti, ossia con cilindri sopra l'asse come i motori moderni come quello in Figura 2, sui battelli a pale si sono quasi sempre utilizzati motori a duplice espansione come quello del battello "Uri" mostrato nelle figure seguenti (Figura 3), (Figura 4), per cui le macchine del Patria e del Concordia costituiscono una rarita' anche da questo punto di vista. La Figura 5 e la Figura 6 mostrano i disegni delle sezioni verticale e orizzotale della macchina del Patria.


Le ruote a pale


Le ruote derivano da quelle introdotte da William Morgan nel 1830 in Inghilterra. Esse hanno pale, alla periferia della grande ruota, che possono ruotare sul loro asse e ciascuna di queste ha un braccio connesso da aste a un anello che gira con la ruota ma su un centro diverso. Quando la ruota gira le aste ruotano le pale in modo da mantenere, per il periodo a contatto con l'acqua, una posizione variabile attorno alla verticale. Infatti, meccanismi che tengono la pale perfettamente verticali sono risultati poco efficienti, come del reasto la ruota a pale radiali fisse.

Le Caldaie


Le caldaie del Patria sono due, di tipo "Scozzese" a grande volume d'acqua, di forma cilindrica, accoppiate e poste trasversalmente dietro la motrice. Sopra le caldaie, trasversalmente e' posto il duomo per la raccolta del vapor saturo, e piu' avanti si dipartono le camere a fumo, una per ogni fornace. Il tipo di caldaia adottato nasce in Inghilterra attorno al 1860 come trasformazione di precedenti caldaie cilindriche, come il tipo "Cornovaglia" e il tipo "Lancashire". Nel cilindro della caldaia, dedicata all'ebollizione dell'acqua, sono ricavati i corpi cilindrici delle fornaci (Figura 6) , inizialmente concepite per bruciare carbone. Queste hanno pareti di tipo corrugato per una maggiore resistenza alla pressione. In fondo a ciascuna fornace c'e' la camera di combustione che sale lungo la caldaia e da cui dipartono dei tubi a fumo orizzontali di piccola sezione che attraversano orizzontalmente la caldaia fino al fronte anteriore, dove e' posizionata la camera a fumo (non mostrata in figura) che raccoglie i fumi verso il fumaiolo tramite tiraggio forzato. Le caldaie sono completate con tiranti interni per assicurare la tenuta alla pressione delle due basi del cilindro. Le fornaci sono rivestite internamente di materiale refrattario. Negli anni cinquanta, sono stati installati dei bruciatori di nafta con iniettori a vapore.



Il ciclo del vapore


La generazione di potenza sul Patria e' basata su un ciclo del vapore "aperto", contrariamente a quanto accade su navi piu' grosse dove invece l'acqua utilizzata ricicla continuamente. Infatti, il Patria preleva direttamente l'acqua delle caldaie dal lago, previa depurazione dai fanghi e dai sali tramite un desalinizzatore a resine. L'acqua viene inviata nelle due caldaie tramite una pompa di alimentazione comandata direttamente da un eccentrico sull'asse a gomiti della motrice. In caldaia viene portata all'evaporazione, a una pressione di circa 12 atmosfere cui corrisponde una temperatura di circa 187 gradi centigradi. Il vapore saturo si raccoglie nel "duomo", un corpo cilindrico posto superiormente e trasversalmente alle caldaie, da cui viene prelevato e inviato al surriscaldatore, ossia uno scambiatore di calore a contatto coi fumi, che ha lo scopo di seccare il vapore e di arricchirlo di energia termica portandolo a una temperatura di circa 230 gradi.
Il surriscaldamento ha vari benefici effetti. Prima di tutto, il calore assorbito in piu' dai fumi va ad aumentare il lavoro reso dall'espansione del vapore, aumentando l'efficienza termodinamica e riducendio i consumi. In secondo luogo, il vapore saturo condensa in parte quando perde calore. Questo puo' essere pericoloso quando accade nei cilindri perche' l'accumulo da acqua puo' rovinare i pistoni durante la fase di espulsione. Al contrario, il vapore surriscaldato non puo' condensare prima di aver ceduto tutto il calore assorbito in fase di surriscaldamento e cio' lo rende piu' stabile e sicuro.

Dalla valvola di intercettazione del vapore, questo viene immesso nella motrice ed espanso, come spiegato sopra. All'uscita della motrice, il vapore, in parte condensato, viene mandato al condensatore che ha lo scopo di mantenere la pressione finale al di sotto di quella atmosferica, cosicche' il lavoro ceduto nei cilindri e' piu' elevato. La pressione inferiore a quella atmosferica e' ottenuta raffreddando il vapore residuo fino alla condensa totale, ottenendosi una pressione tanto piu' bassa quanto piu' bassa e' la temperatura a cui avviene il passaggio di stato. Data la necessita' di contenere l'occupazione di spazi, sul Patria il condensatore e' del tipo a pioggia, ossia costituito da un getto d'acqua fredda a pioggia che si mischia al vapore rubandogli calore e condensandolo. L'acqua di condensa viene poi estratta dal condensatore e riportata a pressione ambiente da una pompa di estrazione, anch'essa mossa direttamente dalla motrice, che estrae l'acqua di condensa e la espelle fuori bordo. Poiche' l'acqua espulsa e' a una temperatura superiore di quella ambiente, l'efficienza di questo ciclo aperto e' piu' bassa rispetto a quella del ciclo chiuso che riusa l'acqua di condensa accumulandola in un pozzo "caldo". Questo non puo' avvenire sul Patria, per via della limitatezza dello spazio disponibile.

L'avvio


L'avvio di un battello a vapore da caldaie completamente fredde richiede un periodo di tempo alquanto elevato, per almeno due ordini di fattori. Il fluido, acqua e vapor d'acqua, che viene utilizzato per muovere la macchina e' un fluido ad alta inerzia termica, per cui, partendo da freddo richiede parecchio tempo per essere portato a regime, al momento in cui, cioe', il calore somministrato si traduce immediatamente in produzione di vapore. In secondo luogo, le masse delle caldaie e della macchina sono notevoli e la la loro messa in temperatura richiede tempo e cautela onde evitare dilatazioni e conseguenti pericolosi sforzi nelle strutture.
L'avvio, vede normalmente nel portare l'acqua nella caldaia a livello, dopodiche' si accendono i bruciatori azionandoli attraverso aria compressa. Da questo istante ci vogliono all'incirca due ore di tempo perche' la caldaia "si stemperi", ossia l'acqua arrivi all'ebollizione, e altre due ore sono necessarie per portare la caldaia alla pressione di esercizio. A questo punto occorre scaldare la motrice. Attraverso le valvole di spinta si immette vapore nel cilindro di bassa pressione per portarlo in temperatura. Naturalmente il vapore utilizzato condensa e viene prelevato tramite le valvole di spurgo. Successivamente viene scaldato il cilindro di media pressione, e cio' richiede meno tempo perche' questo ha dimensioni minori, e infine viene scaldato quello di alta. A questo punto la macchina viene messa a lento moto in modo che l'operazione di arrivo in temperatura possa essere completata uniformemente prima che sia chiamata a erogare potenza.

Il piroscafo "PATRIA" in bottiglia, scala 1:450

opera di E.Vascon 2004