Impianto Di Propulsione di una AHTS

La scelta dell’impianto di propulsione di una AHTS avviene in rispetto dei requisiti appena citati. Obbedendo a questi si è in grado di garantire il funzionamento dei sistemi della nave stessa in diverse condizioni di mare, attraverso l’erogazione di una certa potenza per un determinato consumo di combustibile.

Generalmente i classici rimorchiatori sono costituiti da motori diesel ad alta potenza (da una dozzina a migliaia di kW), per garantire una capacità di tiro da una dozzina a centinaia di tonnellate.

Allo stesso modo, e con i dovuti accorgimenti, per la propulsione di una AHTS si ha la presenza di più motori diesel e/o impianti di propulsione diesel – elettrici. Nella propulsione diesel convenzionale il motore primo trasmette potenza al propulsore, all’albero del generatore (shaft generator) e alle pompe Fi-Fi, le quali tipicamente assorbono una potenza dell’ordine dei 100kW ognuna e pertanto alterano la capacità di reazione della nave stessa quando in azione.

Tutti gli AHTS usano gasolio (diesel oil), per cui impianti a vapore e locali caldaia non sono presenti.

In maniera più specifica, è possibile analizzare il sistema di propulsione di una AHTS, che generalmente ha i seguenti parametri di costruzione di base:

• 65m ≤ Loa ≤ 85m
• 14m ≤ B ≤ 20m
• 4,5m ≤ D ≤ 7,5m
• Bollard pull = 100 – 200 tons
• Capacità tiro verricello = 150 – 200 tons
• 13 Kn ≤ Vmax ≤ 17 Kn

Per la propulsione di una AHTS si usano 2 motori primi diesel medi 4T, oppure 4 o 6 per unità più grandi, ognuno dei quali sviluppa una potenza compresa fra 2000 kW e 5000 kW. Questi sono connessi ai propulsori, che di solito riguardano 2 eliche a passo variabile (spesso a 4 pale) con riduttori di giri, al fine di adattare il numero di giri del motore a quello dell’elica (fig.3.1); si vede inoltre la presenza di eliche di manovra a prua e a poppa (per station keeping) con l’aggiunta di eliche azimutali.

L’impianto nel dettaglio

Per quanto riguarda le eliche azimutali, meglio indicate con Azimut thruster stern drive (Azi – Pod), queste hanno le seguenti caratteristiche:

• Permettono un recupero dello spazio all’interno dello scafo: rispetto alle tradizionali navi mercantili, la sala macchine è leggermente spostata verso la mezzeria, seppure a prua, e questo riduce rumori e vibrazioni;
• Garantiscono buona manovrabilità, alta velocità e alta capacità di tiro. Per questo sono infatti usate durante le operazioni di posizionamento dinamico, cioè posizionamento della nave senza sistemi di ancoraggio ma solo attraverso l’uso dei propulsori;
• Bassa resistenza dello scafo e buona tenuta a mare.

In alternativa a questa disposizione dell’apparato motore c’è quella di avere come motore primo un sistema diesel – elettrico. La soluzione elettrica ha come vantaggi quelli di essere più economica, meno ingombrante e meno pesante dell’impiantistica diesel. Per di più, una trasmissione elettrica è progettata affinché essa richieda un minor numero di motori primi in servizio e ciascuno operanti ad efficienza massima.

Sistema elettrico e layout strutturale

Per una nave AHTS tradizionale, in conformità alle normative IMO e nel rispetto del requisito di affidabilità, si ha la presenza di un sistema di posizionamento dinamico DPS-2; si possono poi avere due propulsori prodieri e due azimutali di poppa, come appena detto. Si hanno inoltre degli shaft generators, la cui esistenza è giustificata dal fatto che essi forniscono energia ai sistemi di propulsione, i quali sono disposti su linee d’assi differenti, in modo tale che la perdita di uno di questi non comprometta la riuscita delle operazioni.

La configurazione di questa scelta comporta quindi un’accurata analisi sui costi d’esercizio e sulle efficienze del sistema.

In aggiunta, in conclusione, si elencano le componenti costituenti il sistema elettrico di bordo a grande potenza. Per esso si hanno solitamente:

• 2 shaft generators e 1-3 generatori diesel (o 2-3 generatori diesel se non vi sono gli shaft genrators);
• Generatori diesel di emergenza (usati in porto durante l’ormeggio);
• DP/Joystick control (Rolls Royce o Kongsberg)

È da sottolineare, inoltre, che queste navi hanno un sistema elettrico di grande potenza che non coincide con la massima potenza erogabile dall’apparato motore. Dunque il rispetto dei requisiti operativi, tradotti nel funzionamento di pompe, riuscita di attività di ancoraggio, seakeeping ecc, può avvenire attraverso l’erogazione di una certa quantità di potenza da tali sistemi elettrici laddove la richiesta di potenza dei propulsori risulti bassa o addirittura nulla.

La disposizione dell’apparato motore per la propulsione di una AHTS si trova, come accennato, in zona prodiera, contrariamente alle altre tipologie di imbarcazioni, per cui il collegamento con i propulsori a poppa prevede l’utilizzo di lunghe linee d’asse, le quali, per tale ragione, vedono la presenza di numerosi cuscinetti reggispinta che porta a perdite meccaniche non indifferenti. Dalla fig.3.2 si nota che il motore primo poggia sul cielo del doppiofondo. La sala ospitante questo (engine room) è compresa tra la zona destinata alla raccolta di cavi e catene (rig chain locker) e la zona di raccolta dell’acqua potabile – in corrispondenza della quale si trovano eliche azimutali prodiere – disposta a poppa della paratia di collisione. Si può notare poi il collettore di scarico a livello delle sovrastrutture, utilizzato per condotte di scarico dei gas combusti (engine casing).

La zona a poppa del motore primo rappresenta invece l’area destinata al carico (cargo area), dotata di stive per carico alla rinfusa (dry bulk). Tale zona dello scafo è attraversata dalla linea di trasmissione che collega il motore primo al propulsore, attraverso il riduttore di giri.

Articolo a cura di Ernesto La Colla (account Instagram)