(fonte Gazzetta dello Sport)
Le navi da crociera hanno raddoppiato le loro dimensioni nell'ultimo quarto di secolo, dal 2000 al 2024. Se continueranno a crescere a questo ritmo, nel 2050 le più grandi navi da crociera potrebbero raggiungere le 345.000 tonnellate di stazza lorda, quasi otto volte più grandi del Titanic. Basterebbe questo a far capire quanto sarà fondamentale pensare a una propulsione intelligente per i giganti come quello della foto di apertura:
Icon of The Seas. Misura 365 metri di lunghezza e 65 metri di larghezza, ha una stazza lorda di 250mila tonnellate e si articola su 20 ponti accessibili ai passeggeri, I motori, nel caso specifico sei Wärtsilä a Gnl (gas naturale liquefatto) che generano 67.500 kW (90.520 Cv) di potenza - devono servire anche a generare l'energia per i servizi di 7.600 passeggeri a pieno carico più 2.300 membri d'equipaggio. Scontato paragone con il Titanic: la nave affondata in Atlantico nel 1912 portava 2.500 passeggeri e aveva una stazza di 46mila tonnellate. Un altro dato che impressiona: nel 1970, sui mari del mondo navigavano solo 21 navi da crociera per una stazza complessiva di 103mila tonnellate, nel 2025 si supereranno le 515 unità per 30 milioni di tonnellate di stazza. Ci sarà da lavorare tanto per chi si occupa di propulsione, insomma. Per non consumare troppo (pensiamo a quanto si spende per muovere navi di questa dimensione) e per non inquinare troppo. Decarbonizzare il settore dei trasporti marittimi sta diventando una priorità a livello politico, poiché il settore rappresenta circa il 3% delle emissioni globali di CO2, e uno studio fatto nel 2020 dell’Organizzazione Marittima Internazionale prevedeva che entro il 2050 potrebbero aumentare fino al 130% rispetto ai livelli del 2008. Insopportabile ovviamente e non solo per la politica. Nell'attesa del futuro, vediamo come funziona la propulsione per le navi di oggi.
La soluzione ancora più diffusa (praticamente la sola per le unità sino al 2020) è quella con motori diesel di enorme cilindrata. Per esempio, nel caso della Msc Meraviglia, varata nel 2018, i propulsori sono quattro: due da 12 cilindri e due da 16 cilindri. Alcuni diesel sono dei gioielli di tecnologia, dai numeri impressionanti: il Wärtsilä-Sulzer RTA96C, due tempi a 14 cilindri ha una cilindrata totale di 25.333 litri ed eroga la potenza di 109.820 Cv. Il peso supera le 2.300 tonnellate, il consumo di massima economia è di 6000 l/h di gasolio con un rendimento di oltre il 50%. Solitamente il motore di queste grandi navi viene abbinatoe a un generatore di vapore che, sfruttando il calore dei gas di scarico, attiva un turboalternatore a vapore. Questo genera energia elettrica per tutte le necessità di bordo, oltre a fornire direttamente vapore per altri servizi, migliorando così ulteriormente il rendimento.
La sostenibilità e la riduzione delle emissioni di ossido di azoto sono i due principali motivi per cui le nuove navi vengono equipaggiate con tecnologie ecologiche e anche quelle esistenti vengono aggiornate con esse. Non sono comunque solo le normative ambientali più severe bensì anche i costi dietro la sostituzione della propulsione a diesel nella navigazione. Il principio del sistema di propulsione ibrido è che i generatori a diesel, combinati ai motori elettrici, consentono la massima efficienza: i generatori, diversamente dai gruppi di propulsione, non sono esposti a picchi di potenza e quindi funzionano sempre al top. Si può scegliere tra due principi per combinare motori e generatori elettrici in un gruppo propulsore: l'ibrido in parallelo (collegati in modo sincrono per raggiungere la piena potenza insieme) o l'ibrido in serie dove il motore elettrico da solo si fa carico della propulsione, azionato da quello termico. Al di là che raramente vengono spinte al massimo, le unità "ibride" possono toccare velocità notevoli: con tre diesel Wärtsilä da 40.000 Cv l'uno e i motori elettrici, ci sono navi lunghe oltre 300 metri con 5mila persone a bordo che superano i 25 nodi, quasi 50 km/h. Impensabile venti anni fa.
C'è un acronimo sempre più importante nel mondo della grande navigazione: Lng. Meglio usare per noi italiani Gnl che è la stessa cosa me viene più facile. Vuol dire gas naturale liquefatto, ossia il gas naturale che dopo trattamenti di depurazione e disidratazione, viene sottoposto a successive fasi di raffreddamento e condensazione. Il prodotto che ne deriva si presenta come un liquido inodore e trasparente costituito da una miscela composta prevalentemente da metano e quantità minori di etano, propano, butano e azoto. Una volta allo stato liquido (le sue dimensioni vengono ridotte di ben 56 volte), il Gnl occupa pochissimo spazio e unitamente alle emissioni di CO2 che possono scendere fino al 20% rende felici le compagnie armatrici. Non stupisce che i vascelli alimentati a Gnl rappresentino ormai il 38% degli ordini globali di navi da crociera. Uno degli esempi migliori dell'utilizzo del Gnl è sulla classe Excellence di Costa Crociere che è nata con la Costa Toscana (in foto): alimenta quattro motori Caterpillar Dual-Fuel VM 46 DF da 16 cilindri per un totale di 84mila Cv e una velocità di 21,8 nodi.
Il Gnl è una gran bella invenzione ma quando viene bruciato rilascia metano, un gas serra oltre 80 volte più potente della CO2. Ecco perché la soluzione ottimale appare quella dell'idrogeno, fermo restando che quest'ultimo deve essere stipato a bordo, all’interno di serbatoi pressurizzati e molto freddi. Per ora l’idrogeno allo stato liquido, posto all’interno di celle a combustibile, può movimentare la nave durante le operazioni alberghiere nei porti eliminando ogni emissione a motori principali spenti. Ma la spinta generata dal gas fluido non è sufficiente a spostare delle città galleggianti e da qui sorge la necessità di affiancare al sistema una motorizzazzione a Gnl. Msc, nel programma Explora Journeys, ha annunciato che Explora V (in foto) ed Explora VI - costruite dalla nostra Fincantieri per il varo previsto rispettivamente nel 2027 e 2028 - rappresenteranno l’avanguardia tecnologica nella produzione di navi a idrogeno. Va detto che - come nell'automotive - non mancano sostenitori dei motori e-fuels. Infatti, vista l’inclusione del settore marittimo nel meccanismo di prezzamento del carbonio dell'Ue, e le sanzioni progressivamente crescenti previste a partire dal 2025 dal Regolamento FuelEU Maritime per l'uso dei carburanti navali più inquinanti, si stima che navigare solo con combustibili fossili sarà del 13% più costoso nel 2030 rispetto a miscelare il 4% di metanolo sintetico (e-metanolo) nel mix di carburante.
