Acqua

Pubblicato il 31 luglio 2022 17:59 da The Maritime Executive

(Articolo originariamente pubblicato nell'edizione di maggio/giugno 2022.)

Viviamo in un mondo iperconnesso e focalizzato sul digitale.

Grazie alla globalizzazione e ai progressi tecnologici, siamo meglio connessi e abbiamo un maggiore accesso a beni, servizi e informazioni come mai prima d’ora. Quindi è facile dimenticare che il 90 per cento di tutto viaggia ancora esattamente come 500 anni fa.

Per nave.

Questo commercio è effettuato da circa 55.000 navi mercantili che commerciano a livello internazionale. Che si tratti di merci varie, container o cisterne, ognuna di queste è dotata di una o più eliche che guidano la nave nell'acqua. L'elica a sua volta è collegata al motore tramite un albero e l'albero è supportato da vari cuscinetti per mantenerlo in rotazione senza intoppi.

Questi cuscinetti spesso richiedono lubrificazione con grasso o olio. Negli anni '50 fu introdotto un sistema di tubi di poppa lubrificati ad olio per aiutare a controllare la durata dell'usura dei cuscinetti dell'albero. Uno dei componenti del sistema è noto come cuscinetto del tubo di poppa e il suo compito principale è quello di sigillare il tubo di poppa pieno d'olio e impedire che l'olio finisca in mare causando inquinamento marino.

Eppure gli incidenti accadono ancora.

Reti da pesca, alberi dell'elica disallineati, guarnizioni inadeguate o difetti di fabbricazione possono causare il cedimento della guarnizione. La conseguente perdita di contenimento del petrolio può essere costosa per l’armatore e portare a multe o addirittura al carcere per l’equipaggio.

I sistemi del tubo di poppa lubrificati ad olio sono stati sviluppati apparentemente per controllare la durata dell'usura dei cuscinetti. E se questi sistemi non avessero affatto bisogno di petrolio?

Cuscinetti raffreddati ad acqua

I cuscinetti raffreddati ad acqua hanno il vantaggio di non richiedere lubrificazione a olio o EAL (lubrificanti ambientalmente accettabili), riducendo a zero il rischio di inquinamento. Mentre l'albero gira ad alta velocità, l'acqua crea un cuneo che separa completamente l'albero dal materiale del cuscinetto, portando il coefficiente di attrito al di sotto di 0,001. Ciò riduce l'usura del sistema a un livello trascurabile.

Inoltre l’acqua ha il doppio del calore specifico dell’olio. Un uguale peso di acqua assorbirà il doppio del calore degli oli lubrificanti, rendendo le proprietà di raffreddamento di gran lunga superiori. Utilizzando l'acqua come lubrificante, non sono necessarie guarnizioni anticontaminazione. Se le guarnizioni non sono necessarie, le pompe e i serbatoi potrebbero non essere necessari. Ciò porta ad un sistema di cuscinetti dell'albero più semplice e ad un immediato risparmio sui costi nella fase di costruzione.

I cuscinetti del tubo dello sterno sono progettati con una serie di pieni e scanalature che corrono longitudinalmente. Quando un contaminante come sabbia o ghiaia entra nel sistema, l'acqua lo spinge in una scanalatura dove viene scaricato. Grazie alla costruzione materiale di questo tipo di cuscinetto, si evita di rigare l'albero dell'elica, a differenza di un cuscinetto in metallo, che non ha cedimento.

Inoltre, un albero ingrassato intrappolerà i contaminanti, trasformandolo essenzialmente in un composto per lappatura. Ciò consumerà continuamente l'albero ad ogni rotazione.

I cuscinetti raffreddati ad acqua sono stati sviluppati utilizzando la tecnologia più moderna disponibile e una delle più antiche risorse sostenibili conosciute dall'uomo.

Cuscinetti compositi

Thordon Bearings, una società di Thompson Gordon, è un produttore con sede in Ontario specializzato nella produzione di cuscinetti e guarnizioni senza olio e grasso. L'azienda utilizza un materiale polimerico brevettato, privo di grasso e lubrificato con acqua. Questo materiale per cuscinetti a basso coefficiente aiuta a ridurre l'attrito albero/cuscinetto ed elimina lo stick slip. Thordon ha recentemente prodotto il più grande cuscinetto per timone mai prodotto – niente meno che in ventiquattro ore!

Si è scoperto che una nave portacontainer ormeggiata nel bacino di carenaggio di Dubai aveva uno spazio libero limite per i cuscinetti del timone. Con l'avvicinarsi della fine del periodo di manutenzione, il proprietario doveva decidere se tornare al bacino di carenaggio o sostituire il cuscinetto metallico esistente con la tecnologia lubrificata ad acqua di Thordon. Il partner locale di Thordon, Ocean Power International, ha assicurato al cantiere navale che avrebbe potuto consegnare il rilevamento in tempo.