Những bước tiến kỹ thuật của hải đăng

Củi đốt, than thậm chí cả loại dầu được trích ra từ tinh dịch của cá voi từng được dùng để thắp sáng những ngọn hải đăng. Phát minh quan trọng nhất trong lịch sử của hải đăng là... chiếc đèn măng-sông.

Ngay từ thế kỷ 17, ngành hàng hải đã thấy cần phải được trang bị thêm nhiều những ngọn hải đăng, do việc giao thương trên biển vào thời đó đã bắt đầu phát triển mạnh. Tuy nhiên, người ta cũng đã ý thức được những hạn chế về kỹ thuật và hiệu năng của các ngọn hải đăng lúc đó.

Con người đã phải bỏ ra khá nhiều công sức để bảo dưỡng chúng và cả một số lượng lớn củi đốt để có thể duy trì cho các tín hiệu phát sáng này hoạt động liên tục. Và một nhu cầu cấp thiết nữa là phải tìm ra được những phương pháp khả dĩ điều khiển được những nguồn phát sáng đó. Cũng từ ngày ấy, những bước tiến dài của khoa học đã dần dần giúp con người hiện đại hoá những ngọn đèn biển đó, cho đến tận hôm nay và mãi về sau...

Những nguồn sáng từ thế kỷ 17 - 19

Sau củi đốt, con người đã có thể sử dụng than để thắp sáng những ngọn hải đăng, nhằm duy trì một nguồn ánh sáng mạnh hơn. Dần dần theo thời gian, con người đã phát hiện ra rằng than và củi cũng kém hiệu quả.

Từ đó, người ta đã bắt đầu sử dụng đến dầu. Tuy nhiên, loại chất đốt này lại có nhược điểm là thải ra quá nhiều khói bụi bám đen trên các lớp kính của ngọn đèn biển, khiến ánh sáng phát ra bị yếu đi và việc bảo dưỡng chùi rửa vất vả hơn. Do đó, việc sử dụng các loại đèn bằng dầu chỉ được phổ biến vào thế kỷ 17.

Đến giữa thế kỷ 19, người ta nghĩ đến các loại dầu thô hoặc dầu đã tinh chế từ thực vật như từ cây cải dầu (colza) và động vật. Đặc biệt, loại dầu trích ra từ tinh dịch của cá voi. Nhưng những loại chất đốt này khá đắt tiền.

Sau đó, người ta dùng các sản phẩm rẻ hơn và có thể được chiết xuất tại chỗ như cồn từ bã hèm, dầu ô-liu, dầu thực vật từ các loại hạt, và những loại dầu có nguồn gốc từ cá và cả mỡ cá voi. Nói chung, nguyên liệu dùng thắp sáng cho các ngọn hải đăng của những thế kỷ trước đã rất đa dạng.

Về kỹ thuật xây dựng, con người đã có thể dựng lên được những tháp hải đăng bằng gỗ. Song chàng “lính biển” này lại tỏ ra chịu đựng dông bão kém hơn so với các “bậc đàn anh” của mình, vốn được làm bằng đá.

Mặt khác, do tàu thuyền có tải trọng lớn đi lại ngày càng nhiều, giới hàng hải cần xây dựng hải đăng trên những bãi đá ngoài biển, cách đất liền không xa lắm. Những cấu trúc hải đăng này phải chịu được điều kiện thời tiết khắc nghiệt hơn. Và một kiến trúc sư về hải đăng người Anh đã đưa ra được một số sáng kiến mới mẻ được áp dụng lâu dài về sau này. Đó là John Smeaton.

Năm 1759, ông John là người đầu tiên dùng một loại hỗn hợp gồm hồ vữa trộn chung với sắt để làm rắn chắc thêm phần tường thành của các ngọn hải đăng. Đó chẳng qua là một phương pháp cơ bản để làm ra một vật liệu mà ngày nay chúng ta gọi là “bê tông cốt thép”. Thế là, lần đầu tiên kể từ thời La Mã, con người đã biết sử dụng chất liệu “ximăng” có khả năng đông cứng lại khi tiếp xúc với nước vào việc xây dựng các ngọn hải đăng.

Phát minh làm thay đổi hải đăng

Vào đầu thế kỷ 19, đã xuất hiện nhiều các chuyến đi biển dài ngày bằng tàu chạy bằng động cơ hơi nước, chạy khá nhanh và không phụ thuộc nhiều vào sức gió và thuỷ triều lên xuống. Việc cấp thiết lúc đó là cần có thêm những ngọn hải đăng có công suất mạnh để “dân biển” có thể thấy được chúng từ một vị trí rất xa.

Các quốc gia có ngành hàng hải phát triển đã bắt đầu cho xây dựng thêm nhiều ngọn hải đăng dọc theo bờ biển của mình. Song song đó, cũng cần phải cải tiến tính năng của các phao tiêu trên biển, sao cho chúng có thể được nhận ra ngay cả vào ban đêm.

Chính vì các nhu cầu đó mà chúng ta đã có các loại phao nổi được trang bị các quả chuông ra đời vào những năm 60 của thế kỷ 19. Sau đó vài thập niên, đã có thêm các loại phao tiêu tự phát sáng được nhờ vào một bình chứa ga có thể giúp phao hoạt động trong vòng khoảng 1 tháng.

Nhưng phát minh quan trọng nhất vào thời đó có lẽ là sự ra đời chiếc đèn măng-sông. Loại đèn này hoạt động theo nguyên lý làm bốc hơi lượng nhiên liệu được đốt bên trong, thường là dầu nhẹ, bằng cách truyền một áp lực và một nhiệt độ thích hợp lên những ống tuýp lắp bên trên lớp vỉ nung. Do đó, đèn măng-sông có thể tự “đun nóng” và phát sáng mạnh gấp 6 lần hơn các loại đèn dầu trước đó, đồng thời tiêu thụ nhiên liệu ít hơn rất nhiều.

Sau đó, có thêm các loại đèn bóng điện đã giúp gia tăng cường độ phát sáng lên gấp 10 lần hơn so với các loại đèn của thế hệ trước. Vào giai đoạn trước Chiến tranh thế giới lần 2, nhiều ngọn đèn biển đã có được một trang bị mới, hoạt động nhờ vào nguồn điện từ các máy phát chạy bằng động cơ diesel. Theo nguyên lý hoạt động, các hải đăng được trang bị những ngọn đèn điện có kèm theo một lượng ga dự phòng, cùng với một hệ thống phát tín hiệu dành riêng cho lúc trời có sương mù và các thiết bị thu phát vô tuyến.

Nguyễn Cao (Theo Phares Du Monde Entier)