# Sottomarino

> Una barca che s'immerge e riemerge a volontà

- Data: c. 1620
- Epoca: Rinascimento
- Ambito: [Barche e navigazione](https://lastcodex.org/it/domains/navigation/)
- Fase: IV (Scienza e industria)
- Difficoltà: 4/5
- URL: https://lastcodex.org/it/inventions/submarine/

Un sottomarino è una barca che può immergersi, navigare sott'acqua e tornare in superficie quando l'equipaggio lo decide, imbarcando acqua in serbatoi per diventare più pesante ed espellendola per alleggerirsi. Cornelis Drebbel provò nel Tamigi, dal 1620 circa, il primo di cui si racconta che passò sott'acqua: una barca a remi pontata, resa stagna con cuoio ingrassato.

![Sottomarino · Una barca che s'immerge e riemerge a volontà](https://lastcodex.org/_astro/plate.DUA5oe1S_ZfANw9.webp)

## Legenda

1. Scafo di lamiere chiodate
2. Boccaporto e piccole finestre
3. Ruote calcatorie
4. Elica e timone
5. Acqua di zavorra nella sentina e pompe a mano
6. Peso d'assetto scorrevole in ghisa

## Che cos'è

Un sottomarino è un'imbarcazione che può scendere sotto la superficie, navigare sott'acqua e tornare su quando l'equipaggio lo decide. Una barca galleggia perché pesa meno dell'acqua che sposterebbe se fosse tutta sommersa. Per immergersi, un sottomarino deve pesare quanto quell'acqua, o poco di più, e per risalire deve tornare più leggero, senza cambiare forma. Ci riesce lasciando entrare acqua in alcuni serbatoi ed espellendola in seguito.

Gli servono inoltre uno scafo che resti stagno e non venga schiacciato dall'acqua che preme di più con la profondità, un modo per avanzare e governare sott'acqua, e aria per l'equipaggio. I primi sottomarini andavano a remi o erano mossi con mani e piedi, avevano soltanto l'aria chiusa a bordo e restavano giù al massimo qualche ora. I successivi funzionarono con motori e batterie, e un sottomarino nucleare produce la propria aria e può restare immerso molto più a lungo.

Il *Brandtaucher*, costruito a Kiel nel 1850 da Wilhelm Bauer con le officine Schweffel & Howaldt, era un antico sottomarino mosso da uomini. Lo scafo di lamiere chiodate, a forma di foca grassoccia, aveva piccole finestre, un boccaporto in alto e a poppa un'elica e un timone. All'interno due uomini camminavano dentro due ruote calcatorie alte quanto un uomo, che facevano girare l'elica, mentre un terzo governava. Per immergersi si lasciava entrare acqua nel fondo dello scafo, e pompe a mano azionate da leve la svuotavano poi. Un peso di ghisa che poteva scorrere avanti e indietro teneva la barca in piano. Le fonti divergono sul metallo: lamiera di ferro per la maggior parte, acciaio per il Deutsches Museum.

## Come funziona

Il peso del sottomarino e quello dell'acqua che sposta decidono se sale o affonda. In superficie, le sue casse di zavorra sono piene d'aria. In molti battelli moderni queste casse stanno fra lo scafo resistente interno, che ospita l'equipaggio, e uno scafo esterno più sottile. Ogni cassa ha sfiati in alto e aperture in basso.

![Un tratto sezionato di un sottomarino a doppio scafo, sott'acqua: uno spesso scafo interno circolare dentro uno scafo esterno più sottile, con una cassa di zavorra per lato fra i due; dagli sfiati aperti in cima a ogni cassa escono bolle d'aria mentre l'acqua vi sale dalle aperture in basso](https://lastcodex.org/_astro/v1.BaMNTm21_Z10c1oE.webp)
_Per immergersi si aprono gli sfiati in cima alle casse di zavorra: l'aria esce e il mare entra da sotto._

Per immergersi, l'equipaggio apre gli sfiati. L'aria esce verso l'alto, l'acqua entra dalle aperture in basso e la barca si abbassa finché pesa più o meno quanto l'acqua che sposta. Si regolano poi casse d'assetto più piccole, a prua e a poppa, pompando acqua dall'una all'altra o fuori bordo, perché il battello non salga né scenda e resti orizzontale. I timoni di profondità, brevi alette a prua o sulla torretta e a poppa, inclinano la barca in su o in giù mentre avanza, un po' come farebbero delle ali. Per emergere si chiudono gli sfiati e si soffia nelle casse aria compressa, portata in bombole robuste. L'aria spinge fuori l'acqua dalle aperture in basso e la barca risale.

L'acqua preme tanto più quanto più la barca scende: circa un'atmosfera in più ogni 10 m d'acqua di mare. Lo scafo interno deve resistere a questa pressione su ogni centimetro quadrato, e ha sezione rotonda perché un cilindro o una sfera distribuiscono il carico in modo uniforme. Spessore e materiale stabiliscono la profondità che il battello può raggiungere. L'acqua libera di muoversi a bordo è un pericolo in sé: corre verso l'estremità più bassa e peggiora l'inclinazione. È quanto accadde al *Brandtaucher* nell'immersione del 1° febbraio 1851, quando l'acqua entrò, corse verso poppa e il peso d'assetto scivolò con lei.

Un motore che aspira l'aria dall'atmosfera non può funzionare in uno scafo chiuso sott'acqua. Le prime barche usavano la forza dei muscoli. Dal 1900 circa la maggior parte ebbe in superficie un motore a benzina, poi un diesel, che caricava anche le batterie, e sott'acqua un motore elettrico. Dalla Seconda guerra mondiale lo snorkel, un tubo di aspirazione dell'aria e uno di scarico sollevati sopra le onde, permise di far funzionare i diesel in immersione a quota periscopica. Un reattore nucleare non ha bisogno di aria, e l'aria dell'equipaggio viene allora prodotta a bordo.

## Come si fa

![Una bottiglia di plastica trasparente coricata sott'acqua in una bacinella, con una fila di forellini sulla faccia inferiore e monete fissate lungo la stessa faccia; un tubicino flessibile parte dalla sacca d'aria in cima alla bottiglia, attraversa il tappo e risale fuori dall'acqua fino a una mano; una sacca d'aria occupa la parte alta della bottiglia e l'acqua quella bassa, e piccoli getti d'acqua escono dai fori mentre la bottiglia sale](https://lastcodex.org/_astro/v2.BAy7-CF2_h2Loa.webp)
_Soffiando nel tubo, l'acqua esce dai fori di sotto e il modello risale._

Una bottiglia di plastica fa da modello funzionante di una cassa di zavorra. Procuratevi una bottiglia pulita con il tappo, qualche moneta o rondella piatta, nastro impermeabile, plastilina e un tubicino flessibile di plastica o una lunga cannuccia. Chiedete a un adulto di praticare una fila di forellini lungo un lato della bottiglia con la punta di un paio di forbici o con un piccolo trapano a mano. Fissate le monete lungo lo stesso lato. Quel lato diventerà il fondo: il peso lo tiene in basso e i fori lasciano entrare e uscire l'acqua da sotto.

Fate nel tappo un foro appena largo quanto il tubicino, infilatelo e sigillate tutt'intorno con la plastilina. Spingete il tubicino abbastanza a fondo perché la sua estremità interna tocchi la parete superiore della bottiglia, dove si raccoglierà l'aria. Avvitate il tappo.

Mettete la bottiglia, con i fori verso il basso, in una vasca da bagno, in una bacinella profonda o in una vaschetta trasparente piena d'acqua, e lasciate entrare l'acqua dai fori mentre l'aria esce dal tubicino. La bottiglia si riempie e affonda. Soffiate allora piano nel tubicino. L'aria si raccoglie in alto, l'acqua viene spinta fuori dai fori di sotto e il modello risale. Lasciate uscire di nuovo l'aria dal tubicino e affonderà. Aggiungete o togliete monete finché la bottiglia vuota galleggia e quella allagata affonda appena. Spostare una moneta verso il tappo o verso il fondo fa inclinare il modello, come farebbe un peso d'assetto.

Sicurezza: lavorate con acqua non più profonda di una bacinella o di una vasca da bagno, e sorvegliate sempre i bambini piccoli vicino all'acqua. Lasciate a un adulto il taglio della plastica. Soffiate nel tubicino ma non aspiratevi mai acqua. Tenete gli apparecchi elettrici lontani dall'acqua. Non costruite mai nulla per portare una persona sott'acqua, e non chiudete mai nessuno in un contenitore chiuso in acqua o vicino all'acqua.

## Storia ed evoluzione

Nel 1578 l'inglese William Bourne descrisse in un libro di invenzioni una barca che sarebbe affondata e risalita cambiando il proprio volume, con parti fatte rientrare e uscire da viti e rese stagne con il cuoio. Non ne diede alcun disegno e non fu mai costruita. L'inventore olandese Cornelis Drebbel, al servizio di Giacomo I a Londra, realizzò la prima barca di cui si racconta che passò sott'acqua. Dal 1620 al 1624 circa la provò nel Tamigi: una barca a remi pontata, resa stagna con cuoio ingrassato. Alcuni testimoni la descrissero, ma non resta alcun disegno né alcuna nota di Drebbel, e la sua costruzione esatta è ignota.

Nel 1776, durante la guerra d'indipendenza americana, il sergente Ezra Lee portò nel porto di New York il *Turtle* monoposto di David Bushnell. Il pilota azionava due eliche con la mano o con il piede, faceva entrare acqua sul fondo dello scafo da una valvola per immergersi e la espelleva con una pompa per risalire. Il suo tentativo contro l'ammiraglia britannica HMS *Eagle* fallì. Il 1° febbraio 1851, durante un'immersione di prova nel porto di Kiel, il *Brandtaucher* di Wilhelm Bauer affondò di poppa su un fondale di 15-18 m, a seconda dei resoconti. Bauer e i suoi due compagni, il carpentiere Friedrich Witt e il fabbro Wilhelm Thomsen, aspettarono per ore mentre l'acqua entrava, finché la pressione interna non eguagliò quella esterna e poterono aprire il boccaporto e risalire a nuoto. Lo scafo fu recuperato nel 1887 ed è conservato al Museo di storia militare della Bundeswehr a Dresda.

![Il sottomarino Holland in superficie: uno scafo corto e arrotondato a fuso, quasi del tutto sommerso, una piccola torretta bassa in alto verso prua, e a poppa un'elica a tre pale seguita da un timone e da timoni di profondità orizzontali](https://lastcodex.org/_astro/v3.B_I3HpTG_1IvWWC.webp)
_L'Holland del 1900 navigava con un motore a benzina in superficie e con un motore elettrico in immersione._

Il 17 febbraio 1864 il confederato *H. L. Hunley* fu il primo sottomarino ad affondare una nave da guerra nemica, la USS *Housatonic*, e andò perduto poco dopo con il suo equipaggio. L'*Holland VI* di John Holland, varato nel 1897, navigava in superficie con un motore a benzina, che caricava anche le batterie, e sott'acqua con un motore elettrico. La Marina degli Stati Uniti lo acquistò l'11 aprile 1900 e lo mise in servizio in ottobre come USS *Holland*. In seguito i motori diesel sostituirono quelli a benzina nei sottomarini americani. Il 17 gennaio 1955 la USS *Nautilus*, primo sottomarino mosso da un reattore nucleare, segnalò di essere in navigazione a propulsione nucleare.

## Dati chiave

- Prime prove sott'acqua documentate: Cornelis Drebbel, Tamigi, dal 1620 circa
- Brandtaucher: Affondato a Kiel il 1° febbraio 1851; i suoi tre uomini si salvarono
- Pressione in profondità: Circa un'atmosfera in più ogni 10 m d'acqua di mare
- Primo sottomarino a propulsione nucleare: USS Nautilus, 17 gennaio 1955

## Richiede

- [Concia delle pelli](https://lastcodex.org/it/inventions/leather-tanning/): Pelli, corteccia di quercia, mesi in vasca (c. 1500 a.C.)
- [Pompa a pistone](https://lastcodex.org/it/inventions/piston-pump/): L'acqua sollevata da pistone e valvole (c. 270 a.C.)
- [Siderurgia del ferro](https://lastcodex.org/it/inventions/iron-smelting/): Uso più diffuso intorno al 1200 a.C.; minerale, carbone e basso fuoco (c. 1200 a.C.)
- [Timone di poppa e scafo](https://lastcodex.org/it/inventions/sternpost-rudder/): Tenere la rotta, tenere fuori il mare (c. 1180)
- [Vetro](https://lastcodex.org/it/inventions/glass/): Sabbia fusa e trasparente (c. 2500 a.C.)

## Fonti

- [Sub Timeline, 1580-1861 (Bourne, Drebbel; Turtle: foot valve to let water in, pump to expel it, no ballast tanks; Brandtaucher)](https://www.pbs.org/wgbh/nova/lostsub/hist1580.html), NOVA, PBS
- [Sub Timeline, 1861-1900 (Hunley, Holland)](https://www.pbs.org/wgbh/nova/lostsub/hist1861.html), NOVA, PBS
- [Sub Timeline, 1900-1918 (purchase of Holland VI, diesel engines from 1911)](https://www.pbs.org/wgbh/nova/lostsub/hist1900.html), NOVA, PBS
- [E-1 (SS-24), ex-Skipjack: first U.S. diesel submarine, launched 27 May 1911, commissioned 14 February 1912](https://navsource.net/archives/08/08024.htm), NavSource Naval History
- [Cornelis Drebbel](https://www.britannica.com/print/article/171268), Encyclopaedia Britannica
- [Cornelis Drebbel, biography (Isaac Beeckman's diary, March 1620)](https://drebbel.net/drebbel.net/wiki/index.php@title=Biography_EN.html), Drebbel.net
- [The Time King James Took A Submarine Trip Along The Thames](https://londonist.com/london/history/king-james-submarine-thames), Londonist
- [Drebbel's submarine: the radical 1620 invention the Royal Navy dismissed as a novelty](https://www.forcesnews.com/technology/sea-vessels/drebbels-submarine-1620-radical-invention-royal-navy-dismissed-novelty), Forces News
- [22 March: William Bourne, his life and his submarine](https://www.tudorsociety.com/22-march-william-bourne-his-life-and-his-submarine/), The Tudor Society
- [The Turtle: Submarine Warfare during the American Revolution](https://masshist.org/beehiveblog/page/22), Massachusetts Historical Society
- [The American Turtle, first submarine battle](https://www.atlasobscura.com/articles/11445), Atlas Obscura
- [The Turtle Dives Again (replica trials: a valve let water into the bottom of the cabin, a pair of hand pumps expelled it)](https://www.inventionandtech.com/content/turtle-dives-again-1), Invention & Technology (American Heritage)
- [Connecticut Water Machine versus Royal Navy (two horizontal propellers cranked by hand or foot-treadle)](https://americanheritage.com/1-connecticut-water-machine-versus-royal-navy), American Heritage, December 1980
- [Wilhelm Bauer: der Brandtaucher](https://www.dpma.de/dpma/veroeffentlichungen/meilensteine/besondereerfinderinnen/wilhelmbauer/index.html), Deutsches Patent- und Markenamt
- [Tauchboot "Brandtaucher" von Wilhelm Bauer, Modell](https://digital.deutsches-museum.de/de/digital-catalogue/collection-object/18099/), Deutsches Museum Digital
- [Oldest submarine wreck recovered (Brandtaucher)](https://www.guinnessworldrecords.com/world-records/723740-oldest-submarine-wreck-recovered), Guinness World Records
- [H. L. Hunley Wreck (1864)](https://www.history.navy.mil/browse-by-topic/ships/submarines/h--l--hunley.html), Naval History and Heritage Command
- [H.L. Hunley](https://www.britannica.com/topic/H-L-Hunley), Encyclopaedia Britannica
- [The Submarine Torpedo Boat Holland](https://www.usni.org/magazines/proceedings/1943/february/submarine-torpedo-boat-holland), U.S. Naval Institute Proceedings (1943)
- [SS-1 Holland](https://www.globalsecurity.org/military/systems/ship/ss-1.htm), GlobalSecurity.org
- [Celebrating National Submarine Day with a Dive into Drawings of the USS Holland (SS-1)](https://unwritten-record.blogs.archives.gov/2024/04/09/celebrating-national-submarine-day-with-a-dive-into-drawings-of-the-uss-holland-ss-1), National Archives, The Unwritten Record
- [USS Nautilus (SSN-571)](https://history.navy.mil/browse-by-topic/ships/submarines/uss-nautilus.html), Naval History and Heritage Command
- [Underway on nuclear power](https://ussnautilus.org/?p=1216), Submarine Force Library and Museum
- [Modelling and Control of Blowing-Venting Operations in Manned Submarines](https://arxiv.org/abs/1107.0622), arXiv (2011)
- [Understanding Stability of Submarine](https://www.marineinsight.com/naval-architecture/understanding-stability-submarine/), Marine Insight
- [How does pressure change with ocean depth?](https://oceanservice.noaa.gov/facts/pressure.html), NOAA National Ocean Service
- [Why is pressure different in the ocean?](https://www.whoi.edu/ocean-learning-hub/ocean-facts/why-is-pressure-different-in-the-ocean/), Woods Hole Oceanographic Institution
- [Ballast and Buoyancy (activity sheet)](https://www.navalunderseamuseum.org/wp-content/uploads/2020/06/Ballast-and-Buoyancy.pdf), U.S. Naval Undersea Museum
- [Building a Simple Submarine (lesson)](https://seaperch.org/?p=2145), SeaPerch
- [Bergall I (SS-320) (fleet snorkel conversion of 1951-1952: air intake and exhaust tubes letting the boat run its diesel engines submerged at periscope depth)](https://www.history.navy.mil/research/histories/ship-histories/danfs/b/bergall-i.html), Naval History and Heritage Command, Dictionary of American Naval Fighting Ships
- [Book review: Total Undersea War (German U-boats running their diesel engines completely submerged with the snorkel from 1944)](https://navalunderseamuseum.org/book-review-total-undersea-war/), U.S. Naval Undersea Museum
- [A revised bibliography of William Bourne (Inventions or Devises, printed 1578)](https://www.mhs.ox.ac.uk/staff/saj/bourne/), Stephen Johnston, History of Science Museum, University of Oxford

Fatti verificati il 2026-10-21.

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