Il settore navale ha un impatto molto significativo sulle emissioni globali. Stando ad un rapporto pubblicato dalla start-up americana Fleetzero, proprio alle navi va addebitato non meno del 2,2% delle emissioni globali di anidride carbonica. Un dato che equivale a circa 1 miliardo di tonnellate all’anno. Inoltre, le grandi imbarcazioni contribuiscono per il 15% alla presenza di ossidi di azoto e per il 13% a quella degli ossidi di zolfo.
Nonostante i progressi significativi compiuti nella direzione dell’elettrificazione, il settore marittimo si trova al momento a dover affrontare sfide maggiori rispetto a quelle che devono fronteggiare i settori del trasporto aereo e terrestre. Anche perché le navi sono sempre più grandi.
Occorre infatti sottolineare come le compagnie di navigazione costruiscano navi di dimensioni sempre più grandi. Spostarle con l’energia elettrica sta diventando quindi sempre più complicato. I motori marini, infatti, sono enormi e richiedono potenze tali da poter andare a superare i 100mila HP. Quelli più moderni riescono a raggiungere efficienze intorno al 50%. Dati i quali sono nettamente superiori alla maggior parte dei motori a combustione interna.
Solitamente, questi motori sono alimentati da olio combustibile pesante, anche se l’introduzione delle nuove normative ambientali ha dato una spinta all’utilizzazione anche di combustibili alternativi. Un novero in cui vanno a rientrare il gas naturale liquefatto (GNL), il diesel marino (MDO) e i biocarburanti.
Una evoluzione, quella dell’ingegneria navale, in cui è andata a introdursi Wärtsilä, un’azienda finlandese che si è segnalata per il varo di una serie di soluzioni avanzate per il settore marittimo. La sua fondazione risale al 1834 e nell’arco temporale trascorso l’azienda ha assunto il ruolo di leader mondiale nella produzione di motori, centrali elettriche, servizi di manutenzione per navi e centrali elettriche.
Il motore diesel più grande del mondo: Wartsila-Sulzer RTA96-C
Nella storia dell’azienda nordica, un posto di rilievo è ricoperto dal motore diesel più grande del mondo, il Wärtsilä-Sulzer RTA96-C. Una vera e propria testimonianza dell’evoluzione dell’ingegneria navale alla ricerca della massima efficienza e potenza nel trasporto marittimo.
La prima unità di questo motore è stata costruita presso lo stabilimento Aioi Works di Diesel United Ltd. in Giappone. Per poi trovare alloggiamento all’interno di una nave portacontainer lunga 397 metri con una capacità di 18.000 TEU (unità equivalenti a venti piedi). Il suo debutto è avvenuto nel settembre 2006, nella sala macchine della nave Emma Mærsk.
Si tratta di un motore turbo diesel a due tempi (in realtà olio combustibile pesante), progettato e prodotto da Wärtsilä, per poi essere sviluppato in collaborazione con Sulzer, un’azienda svizzera nota per le sue innovazioni nella tecnologia dei motori.
L’RTA96-C è basto sul vecchio design del motore RTA-96C, cui aggiunge la tecnologia di iniezione del carburante Common Rail, il tradizionale albero a camme, la catena di distribuzione, la pompa del carburante e gli attuatori idraulici. Un mix il cui risultato si concretizza sotto forma di migliori prestazioni ai bassi regimi, minori consumi di carburante ed emissioni inquinanti.
Una combinazione ineguagliabile di potenza ed efficienza
L’RTA96-C è in grado di garantire una combinazione ineguagliabile di potenza ed efficienza. Disponibile in configurazioni che vanno da 6 a 14 cilindri in linea, misura 13,5 metri di altezza, 27 di lunghezza e pesa più di 2.300 tonnellate nella sua versione più grande. La cilindrata di questa variante è di 25.480 litri, 1820 litri per cilindro. È inoltre in grado di sviluppare più di 80 MW (109.000 CV) a 102 giri al minuto e una coppia brutale di 7.603.850 Nm. Nel 2008 la potenza della versione a 14 cilindri è stata ulteriormente aumentata a 84,42 MW (114.800 CV).
Al fine di riuscire a sfruttare i gas di scarico della RTA96C, viene utilizzato un turbogeneratore da 9.860 KW , azionato per una parte dai gas di scarico e per il restante dal vapore prodotto sfruttandone il calore. A pieno carico consuma 3,8 litri al secondo di olio combustibile pesante (quasi 14mila litri all’ora).
La sua progettazione risponde principalmente all’esigenza di alimentare grandi navi portacontainer. Grazie alle dimensioni e alla potenza di cui è dotato, gli armatori possono installare un unico motore ed elica sulle proprie navi. In tal modo sono in grado di ottimizzare l’efficienza del carburante e ridurre i costi operativi. Grazie alla potenza che è in grado di dispiegare, i container più grandi possono trasportare fino a 14mila TEU.
L’efficienza del motore RTA96C supera il 50%
I numeri che abbiamo sin qui ricordato sono già in grado di far capire come il motore RTA96C rappresenti un motivo di vanto per Wärtsilä. Ma ad essi si va ad aggiungere una ulteriore caratteristica, la quale è considerata assolutamente eccezionale dagli esperti. Il riferimento è alla sua efficienza, tale da attestarsi oltre il 50%.
Il motore è infatti in grado di convertire più della metà del calore generato nel corso della combustione in lavoro meccanico utile. Proprio tale peculiarità gli consente di andarsi a posizionare ben al di sopra dell’efficienza tipica dei motori diesel convenzionali, la quale si va a collocare in una forbice tra il 30 e il 35%.
Alla luce di quanto ricordato sino a questo momento, non è difficile capire come lo sviluppo del motore RTA96-C vada a segnare una pietra miliare nel settore marittimo. Non solo riesce a stabilire nuovi standard in termini di dimensioni e potenza, ma anche a promuovere una maggiore efficienza e convenienza delle operazioni di spedizione su larga scala.
Proprio la straordinaria capacità di questo motore unire nel suo funzionamento efficienza e affidabilità per lunghi periodi, è stata determinante nella sua diffusa adozione sulle navi portacontainer più grandi del mondo.
Un evoluzione che prosegue senza soluzione di continuità
Sebbene il Wärtsilä-Sulzer RTA96-C rappresenti uno dei motori diesel più grandi e potenti che siano mai stati costruiti, occorre notare come il settore prosegua il suo processo di evoluzione. Un processo il quale deve naturalmente tenere nel debito conto l’esigenza di decarbonizzare lo stesso, tramite i progressi tecnologici.
Un’esigenza che va del resto a permeare la combinazione di normative internazionali, nazionali e regionali esistenti. In questa ottica è fondamentale la collaborazione tra governi, industria e organizzazioni internazionali, considerata la chiave di volta per riuscire a conseguire gli obiettivi e mitigare l’impatto ambientale del trasporto marittimo.
Una ricerca, quella di tecnologie più pulite e sostenibili, che sta portando all’esplorazione di nuovi carburanti e sistemi di propulsione ibridi ed elettrici. All’interno della quale, Wärtsilä si propone di continuare a esercitare la propria funzione di leadership anche per il futuro.