Per loro stessa natura, i fiumi sono nella maggior parte dei casi tutt'altro che vie di trasporto comode e sicure: rapide, cascate, secche, curve strette con correnti veloci - l'elenco dei pericoli e degli ostacoli che rendevano difficile la vita dei barcaioli nei tempi passati era lungo. A ciò si aggiungevano livelli d'acqua variabili e inaffidabili, con inondazioni e periodi di siccità.
Si cominciò quindi a "domare" i fiumi con sbarramenti. Il loro letto non scendeva più a valle come uno scivolo ondulato attraverso il quale scorreva l'acqua, ma assomigliava a una scala uniforme. Tra i singoli gradini, nelle cosiddette dighe, la pendenza e la velocità del flusso erano molto più basse di prima. Le navi e le zattere che viaggiavano a valle potevano ora essere tenute sotto controllo più facilmente e il traino in salita, quando si doveva usare la forza muscolare per tirare dalla riva, era almeno un po' meno faticoso.
Serrature a camera per la navigazione a partire dal tardo Medioevo
A partire dal tardo Medioevo, le chiuse a camera resero gli sbarramenti transitabili per la navigazione. Anche Leonardo da Vinci fu coinvolto nel loro sviluppo. Il semplice principio di funzionamento non è praticamente cambiato fino ad oggi: Nella camera, chiusa su entrambi i lati da cancelli, il livello dell'acqua può essere modificato a piacere mediante afflusso e deflusso. Un veicolo nella camera si alza o si abbassa in base al livello dell'acqua.
La struttura e il funzionamento delle chiuse moderne sono spiegati in dettaglio in questo speciale sulle chiuse. L'invenzione della chiusa rese possibile anche la costruzione di canali che collegavano altri corsi d'acqua, anche se era necessario superare una pendenza o uno spartiacque più elevato. Ciò avvenne per la prima volta nel 1398 con l'apertura della "Stecknitzfahrt", che collegava l'Elba con l'allora potente città anseatica di Lubecca per trasportare meglio il sale di Lüneburg verso il Mar Baltico. Furono costruite 17 chiuse, una delle quali si è conservata: la chiusa delle palme presso Lauenburg. Per inciso, il moderno successore del canale di Stecknitz è il canale Elba-Lubecca.
Con l'espansione della rete di canali e fiumi, aumentarono anche le esigenze delle chiuse: inizialmente in legno, vennero presto utilizzate quelle in mattoni, in pietra e infine in cemento. Sui corsi d'acqua con grandi volumi di traffico, il numero di veicoli continua a crescere fino ad oggi, rendendo necessarie strutture idrauliche sempre più grandi. Le differenze possono essere enormi, dalle piccole chiuse per chiatte azionate manualmente alle grandi chiuse marittime con una lunghezza della camera utile di oltre 200 metri, che possono ospitare interi convogli.
Sono disponibili questi tipi di serratura
Oggi esiste un'intera gamma di tipi di chiuse specializzate: Le chiuse marittime, ad esempio, chiudono i bacini portuali in acque di marea. Le chiuse economiche sono utilizzate sui canali. Esse "consumano" meno acqua grazie a un sofisticato sistema di bacini di ritenzione. Le chiuse a pozzo, le scale delle chiuse e gli ascensori per le navi, invece, consentono di superare prevalenze particolarmente elevate. Se uno sbarramento ha due camere parallele che possono essere azionate alternativamente, si parla di chiusa a doppia camera. A volte esiste anche una chiusa speciale, più piccola, per le imbarcazioni da diporto. Nelle zone in cui la navigazione commerciale è scarsa e il turismo nautico è in aumento, negli ultimi anni si è assistito a una chiara tendenza verso le chiuse semiautomatiche self-service, che possono essere comodamente azionate da bordo.
Antefatto: Leonardo da Vinci e la serratura
La forma più antica di paratoia è la paratoia a stelo. Si chiama così perché le sue ante chiuse "stellano" ad angolo rispetto alla direzione di pressione dell'acqua, cioè a monte. Il principio è ingegnosamente semplice e sicuro allo stesso tempo: questa disposizione fa sì che la paratoia possa essere aperta solo quando il livello dell'acqua è uguale su entrambi i lati. Fino a quel momento, l'acqua preme le due ante e rende la paratoia impermeabile. Per consentire all'acqua di passare attraverso il cancello chiuso, i contattori nella sua sezione inferiore devono essere aperti utilizzando delle barre di spinta. Leonardo da Vinci è considerato uno dei padri del cancello a stelo; non è certo che l'abbia effettivamente inventato intorno al 1500, ma il suo disegno è il più antico oggi conosciuto.
Oltre al classico cancello a stelo, oggi è disponibile un'intera gamma di altri tipi di cancelli. Le chiuse più grandi nelle aree interne possono essere dotate anche di paratoie a sollevamento, abbassamento, pieghevoli e scorrevoli (che si aprono lateralmente), a seconda del progetto e delle condizioni strutturali in loco. Il sottosuolo e l'altezza del dislivello da superare giocano un ruolo importante nella decisione a favore di una tecnologia speciale. Le chiuse marittime, invece, che sono anche esposte alle variazioni delle maree, sono spesso dotate di doppi cancelli o sono chiuse con cancelli a settore semicircolare.
