LA PROPULSIONE AZIPOD – MARE NOSTRUM

LA PROPULSIONE AZIPOD

Rompighiaccio Supplyvessel – Sistema propulsivo Azipod

· La propulsione Azipod è un sistema di propulsione privo di ingranaggi di timoneria dove il motore elettrico è installato in un contenitore sommerso all’esterno dello scafo.

· Nel sistema di propulsione Azipod l’elica è a passo fisso e a giri variabili.

· Una nave con il sistema di propulsione Azipod non necessita di timone, lunghi assi di trasmissione e propulsori trasversali

La propulsione Azipod provvede a:

· Maggior sicurezza e ridondanza

· Maggior efficienza combustibile e riduzione costi di manutenzione

· Sistema di propulsione meno inquinante

· Notevole aumento di comfort a bordo

· Impianto più semplice e con rendimento più alto

· Installazione più semplice e veloce

· Vantaggiosi investimenti e procedure di costruzione

In condizioni estreme di ghiaccio la propulsione Azipod si comporta con imbattibili caratteristiche in dette situazioni. Il propulsore Azipod è di costruzione molto semplice e con un diffusore fornisce un alto rendimento di spinta.

Il consumo di combustibile e quindi le emissioni di gas sono ridotte grazie all’aumentata efficienza idrodinamica e al concetto dell’impianto. L’aumentata efficienza idrodinamica è il risultato della ridotta resistenza dello scafo dovuta alla eliminazione dei bracci di sostegno esterni degli assi portaelica e dal miglior profilo dello scafo. L’elica di tipo a trazione lavora in migliori condizioni e con un rendimento più elevato.  L’esperienza della prima nave passeggeri con propulsione Azipod, la Carnival Elation, ha portato un risparmio di 40 tons di fuel per settimana rispetto alla sua gemella con propulsione convenzionale. Un valore del 10% può quindi essere stimato sul risparmio di fuel di una nave passeggeri con propulsione Azipod rispetto ad un’altra con propulsione tradizionale. Il tipo di impianto genera risparmi di combustibile ottimizzando la richiesta di potenza dei motori diesel. Il P.M.S.(Power Management System) inserisce o disinserisce i gruppi DD/GG (diesel generator sets) in rete secondo la richiesta di carico della nave, riducendo l’inefficiente lavoro a basso carico, le ore di moto dei generatori e le vibrazioni delle eliche. Il gruppo Azipod è un’elica di tiro che lavora in una migliore condizione e induce ad una pressione più bassa sullo scafo. Il sistema di propulsione Azipod elimina sia i propulsori di governo che i supporti esterni degli assi e i timoni. Come risultato si possono avere a bordo livelli di vibrazioni e rumorosità più bassi con aumento del comfort a bordo per i passeggeri. Il Gruppo ABB opera in circa 100 paesi ed impiega circa 150,000 persone.

AZIPOD

Cantieri Navali di Astrakhan (Russia) – Controllo propulsori Azipod

Blue Ocean II.1 – Trasporto Oil Drilling Platform

ALBUM FOTOGRAFICO (1)

Costa Luminosa

AZIPOD della COSTA LUMINOSA

Che cos’è l’ Azipod?

Azipod è il marchio registrato con cui ABB (ASEA BROWN BOVERI) commercializza la gamma di propulsori azimutali elettrici per navi, il cui primo modello è stato realizzato all’incirca venti anni fa. Con l’ultima versione ABB ha lanciato sul mercato il propulsore elettrico più efficiente dal punto di vista energetico.

Background e tecnologia Il sistema di potenza e propulsione di una nave per il trasporto merci è generalmente costituito da generatori diesel che assicurano l’elettricità a bordo e da un motore diesel separato che aziona l’asse portaelica. Trattandosi di un sistema di propulsione ibrida diesel-meccanica, la stretta interdipendenza tra la velocità del motore e dell’elica comporta una diminuzione notevole dell’efficienza energetica ai bassi regimi.  La propulsione diesel-elettrica rappresenta una soluzione relativamente recente per la movimentazione delle navi e si differenzia per la presenza di un impianto di potenza di maggiori dimensioni, solitamente costituito da generatori azionati da motori diesel e da un motore elettrico accoppiato all’elica centrale. ABB è il primo produttore mondiale di propulsori elettrici.  In questo sistema, i motori elettrici che azionano le eliche, responsabili dei maggiori consumi di elettricità, sono comandati da azionamenti che assicurano un’alimentazione continua e controllano la velocità delle eliche. Il sistema di propulsione elettrica è così in grado di azionare i motori diesel con un’efficienza pressoché ottimale, indipendentemente dalla velocità dell’imbarcazione. L’impiego di cavi elettrici al posto degli organi meccanici di trasmissione contribuisce inoltre a ridurre le vibrazioni a bordo.  Azipod e l’efficienza energetica I propulsori elettrici di ABB spaziano da una serie di apparecchiature elettriche a velocità variabile all’esclusiva famiglia di sistemi Azipod ad alta efficienza. Il primo propulsore Azipod risale al 1990.  Il sistema Azipod è posizionato in un pod montato esternamente allo scafo, che combina sia la funzione propulsiva che di governo dell’elica centrale, del timone e delle eliche di manovra. La possibilità di riunire in un unico gruppo sistemi di norma installati separatamente consente di recuperare spazio a bordo da destinare a scopi diversi.   Grazie alla collocazione del propulsore Azipod sotto lo scafo della nave è possibile ottenere un risparmio del 10% sui consumi di carburante rispetto ai sistemi di propulsione diesel-elettrici con linea alberi convenzionale.  Nel 2002 ABB ha introdotto il sistema CRP Azipod. La tecnologia CRP (contra-rotating propeller) impiega una coppia di eliche coassiali controrotanti (una destrorsa e una sinistrorsa) e si implementa installando un sistema Azipod al posto del timone su una nave con linea alberi convenzionale.  Questa soluzione è particolarmente adatta per i traghetti o altre navi veloci che necessitano di un’elevata efficienza propulsiva. Nel 2004 il sistema CRP Azipod è stato installato su due imbarcazioni realizzate per ShinNihonkai Ferry, il principale operatore di traghetti del Giappone. L’azienda ha registrato un risparmio di carburante del 20% e un incremento della capacità di trasporto del 15% rispetto alle navi di pari dimensione equipaggiate con motori diesel.  I sistemi Azipod di ABB vengono installati su una varietà di imbarcazioni tra cui navi da crociera di lusso, yacht, traghetti, piattaforme di perforazione, petroliere artiche, navi rifornimento per le piattaforme offshore e rompighiaccio.

In questo disegno si notano le differenze tecniche tra il sistema tradizionale (a sinistra) ed il sistema AZIPOD (a destra)

Questo disegno c’illustra molto chiaramente la meccanica degli ingranaggi e quindi il funzionamento del sistema Azipod

Il sistema Azipod visto da un’altra angolazione

Le Eliche sono state montate

Azipod carenato, pronto per il montaggio

Altro esempio di Azipod pronto per il montaggio

Schema funzionamento Azipod

Joystick posizionato sul Ponte di Comando della nave

(Joystick Steering Wheel)

Nave munita di tre Azipod in bacino di carenaggio

Nave da carico con Azipod sui ghiacci

DUE TESTIMONIANZE

Comandante Mario Terenzio Palombo

Raccogliamo ora le testimonianze del nostro ormai “celebre” socio C.S.L.C. Mario Terenzio Palombo che é stato per molti anni Comandante di unità dell’Armamento Costa e di Costa Crociere.

Comandante, la nostra lunga amicizia é nata proprio sui ponti di comando delle navi Costa durante le manovre nel porto di Genova. La tua formidabile carriera, sulle navi a due e quattro eliche tradizionali, si é evoluta insieme alla nuova tecnologia fino ad arrivare agli AZIPOD. Ci puoi dare da “tecnico” le tue valutazione su questo rivoluzionario sistema?

Essendo andato in pensione ufficialmente nel giugno 2007, all’epoca, le due navi di Costa Crociere dotate con AZIPOD erano le gemelle Costa Atlantica e Costa Mediterranea.

Ho comandato per ben 3 volte la Costa Atlantica dotata di AZIPOD con potenza apparato motore 35.200 KW.

Sin da subito ho potuto constatare le sue eccezionali caratteristiche di manovra rispetto le navi dotate di eliche a passo variabile o passo fisso. Oltre a tutti i vantaggi ben descritti nel presente articolo, vorrei aggiungere che tra tutti gli strumenti di manovra che si utilizzano per la manovra, con questo tipo di propulsione AZIPOD si fa a meno dei timoni. Naturalmente in manovra bisogna abituarsi a pensare diversamente. In pratica, non si ha il timone per far evoluire la nave, ma si agisce sugli AZIPOD. Per esempio, entrando in un porto, notando una certa difficoltà nel far evoluire la nave, viene spontaneo, sulle navi tradizionali, di fermare un motore e mettere il timone alla banda. Sulle navi con azipod questo è impossibile, si deve agire sugli AZIPOD aumentando la forza trattrice delle eliche e mettendo gli AZIPOD a dritta o sinistra a seconda della necessità. L’effetto è immediato!

Il sistema ha tre modalità e funziona nel modo seguente: “modalità navigazione” – “manovra manuale” – “manovra in automatico”. Il primo si usa in navigazione. In questo caso i due AZIPOD sono collegati e si muovono parallelamente. Sono sufficienti pochi gradi di angolo di barra (da 3° a 5°) per mantenere la rotta. Naturalmente hanno un angolo di barra sino a 40°. Il secondo, si usa in manovra. In questo caso i due azipod sono indipendenti. Uno di essi, a seconda dei casi, si dispone nel senso longitudinale per il movimento della nave in marcia avanti e indietro, l’altro si dispone lateralmente a 90°, come fosse un’elica laterale di manovra (thruster). La spinta laterale è notevole. Ricordo che sulla Costa Atlantica la potenza in “modalità manovra” é al massimo è di 10.000 KW (X Azipod). Si può così ruotare l’AZIPOD, già disposto lateralmente, anche verso prora (da 90°sino a 45° o più) o verso poppa (da 90°sino a 135°o più). In questo caso si ottiene una spinta combinata sia laterale che in marcia avanti o in marcia indietro. Un bell’effetto per la manovra! Nella terza modalità gli AZIPOD si orientano, come nel sistema manuale, ma automaticamente a seconda dell’ordine che gli viene impartito. Da notare che, in modalità manuale o automatico, gli AZIPOD ruotano velocemente su se stessi in 20 secondi.

Avendo fatto dei corsi per l’utilizzo del Joystick, avevo messo in atto la praticità di questo strumento. Ho osservato come l’automatismo utilizzava le eliche (dritta e sinistra), a seconda dei casi, ed ho imparato, sfruttando lo stesso sistema, ad usare bene gli AZIPOD anche con il sistema manuale. Però, il vantaggio dell’automatismo è che, essendo in manovra importante concentrarsi sul movimento della nave e il molo di attracco, evitando di agire su varie leve, con un solo “combinatore” (joystick), ruotandolo delicatamente, si dispone con facilità, la nave parallelamente alla banchina. Un’esperienza straordinaria!

Grazie Mario per il tuo prezioso contributo di chiarezza alla comprensione del sistema, sia da parte dei nostri lettori “specializzati”, sia da parte dei giovani studenti alle prese con straordinarie tecnologie che possono essere sperimentate solo a bordo di navi moderne, sebbene in crescita esponenziale.

Comandante C.S.L.C Garbarino (Costa Crociere)

Quali sono le innovazioni più significative di Costa Luminosa, dal punto di vista del Comandante? Le innovazioni per i nostri ospiti sono moltissime, tutte da scoprire e tutte da vivere a bordo. Dal punto di vista del Comandante, e più prettamente tecniche, la novità è data dalla possibilità di manovra, migliorate rispetto alle altre navi dotate di Azipod come la Costa Mediterranea e Costa Atlantica.

Ci può spiegare meglio di che cosa si tratta, Comandante Garbarino? Parliamo dunque delle eliche trattrici, che sono le eliche installate sugli azipod. Ormai sappiamo cosa sono gli azipod, in quanto sono installati su due delle nostre navi, la Costa Atlantica e la Costa Mediterranea.

A differenza delle eliche installate su assi dell’elica, dove l’elica “spinge”, le eliche degli azipod la trainano, in quanto sono posizionate di proravia al loro asse di rotazione. Allego una foto di un azipod così si può notare meglio. Se l’elica è posizionata di poppa all’asse (come nelle navi tipo Costa Concordia, C. Serena, C. Pacifica e tutte le altre che non hanno l’azipod), l’effetto dell’elica è quello di “spingere” la nave. Se invece come sull’azipod, sono posizionate di proravia al loro asse di rotazione, allora avvitandosi nell’acqua avranno un effetto “trainate” o meglio “trattrice”.  Il vantaggio di un’elica trattrice è che non avendo nessun ostacolo di proravia, si “avvita” meglio nell’acqua.