Un risparmiatore di carburante in alto mare

Marginal Column

Il Turbo Hydraulic System sfrutta l’energia dei gas di scarico dei motori Diesel navali, con componenti idraulici standard.

Con il Turbo Hydraulic System del costruttore navale giapponese MES, le navi da carico sfruttano l’energia dei loro gas di scarico, consentendo di ridurre i consumi mondiali del trasporto marittimo.

 

Da sempre, i percorsi marittimi sono la spina dorsale del commercio internazionale: migliaia di navi da carico solcano senza sosta i sette mari, svolgendo circa il 90% dello scambio globale di merci. Dato un simile volume di traffico, le potenzialità per ridurre i consumi mondiali di carburante e, quindi, i gas serra sono anch’esse molto grandi. In tale ambito, sistemi di azionamento particolarmente efficienti possono fare un’enorme differenza: ogni punto percentuale di efficienza guadagnato fa risparmiare carburante e tonnellate di biossido di carbonio.

Con queste buone ragioni, il Governo nipponico ha quindi lanciato nel 2007 un programma per incentivare le evoluzioni tecniche al riguardo. Il gigante delle costruzioni navali Mitsui Engineering & Shipbuilding Co. Ltd. (MES) ha accolto la sfida: il Turbo Hydraulic System ridurrà efficacemente i consumi di carburante dei motori navali a due tempi, recuperando energia dai gas di scarico.

Il quarto scomparso

Considerando che, nella combustione di ogni litro di carburante, circa il 50% svanisce sotto forma di perdite, si possono chiaramente intuire le potenzialità dei gas di scarico: con una quota del 25%, essi costituiscono la maggior parte del calore dissipato. Tale energia, finora, andava perduta, non potendo essere recuperata in modo adeguato. Sul mercato sono presenti già da tempo sistemi termici di recupero del calore (Waste Heat Recovery Systems); tuttavia, finora tali sistemi risultavano molto costosi e richiedevano molto spazio in sala macchine: la loro installazione era quindi estremamente complicata, soprattutto nel caso di retrofitting.

Con una soluzione puramente idraulica, la squadra dei tecnici MES ha percorso una strada completamente nuova. Un compito, però, tutt’altro che semplice, reso possibile soltanto grazie alla maggiore efficienza dei turbocompressori degli ultimi anni: i moderni turbocompressori possono infatti prelevare dal flusso dei gas di scarico l’energia non impiegata per la sovralimentazione del motore. Nello sviluppo, comunque molto impegnativo, occorreva tener conto delle estreme condizioni d’esercizio, senza dimenticare gli obiettivi di costo. Per interessare davvero le Società armatrici, il Turbo Hydraulic System doveva offrire buoni tempi di ammortamento: andavano quindi evitati costosi progetti specifici di singoli componenti.

Il progetto prende il largo

Nei frequenti contatti fra MES e Bosch Rexroth in Giappone per sviluppare il sistema, parte dopo parte si è delineato un altro positivo risultato: l’intero sistema idraulico era realizzabile con componenti standard Rexroth. L’elemento chiave del Turbo Hydraulic System è un motore idraulico Hägglunds a pistoni radiali Rexroth, collegato direttamente all’albero a gomiti del motore navale; sul turbocompressore del motore sono accoppiate pompe a pistoni assiali, tramite un riduttore. Tali pompe prelevano dal flusso dei gas di scarico energia utilizzabile, che viene ricondotta verso il motore navale mediante il motore idraulico.

Con motore a pieno carico, il sistema risparmia fino al 4% di carburante, il che, per ogni giorno di navigazione, corrisponde a svariate tonnellate di carburante. Il Turbo Hydraulic System adempie inoltre a tutte le richieste della squadra di sviluppatori: le dimensioni sono compatte e l’intero sistema consente inoltre un agevole retrofitting in motori navali già installati. I costi di investimento relativamente contenuti rendono il sistema ideale per motori di dimensioni medio-piccole; già nel 2012, la soluzione ha dimostrato la sua maturità tecnica nel corso di approfonditi collaudi. Tali argomenti hanno già convinto i primi clienti: fin dal 2014, le prime navi da carico con questo avanzato sistema prenderanno il largo.