Un tappeto di bolle sotto la chiglia delle navi per risparmiare carburante ed andare veloci (VIDEO)

La lubrificazione ad aria rende più efficienti le grandi navi, ma solo in determinate condizioni

[16 Novembre 2020]

Da 10 anni la compagnia britannica Silverstream lavora, insieme a partner come Lloyd’s Register, DNV GL e Shell, alla realizzazione di una soluzione tecnologica pulita per far “scorrere” meglio le grandi navi in mare, risparmiando carburante e mantenendo velocità di crociera elevate. Alla fine è riuscita a realizzare un sistema innovativo, collaudato e verificato.

Noah Silberschmidt, fondatore e CEO di Silverstream Technologies, spiega ad Hakai Magazine che «L’acqua non è così produttiva come si pensa. Per più di un secolo, gigantesche navi d’acciaio hanno solcato gli oceani, generando attriti apparentemente inevitabili  – e sorprendentemente costosi – tra la nave e il mare. Ma questo attrito può essere ridotto in modo innovativo con l’aiuto di milioni di minuscole bolle, ciascuna di appena un millimetro di diametro».

Mentre l’economia e le misure per ridurre le emissioni di gas climalteranti spingono a rendere i trasporti marittimi più efficienti, gli armatori sono alla ricerca di nuovi modi per ridurre il consumo di carburante e le emissioni. Una della tecnologie emergenti è proprio la Silverstream, un dispositivo installato sotto lo scafo di una nave, vicino alla prua, che produce un tappeto di bolle d’aria che scorre lungo la chiglia fino alla poppa della nave.

La lubrificazione ad aria non è un concetto nuovo, ma l’avanzamento tecnologico ora sta consentendo di adattare con sistemi di lubrificazione ad aria le navi esistenti o di inserirli direttamente nelle navi di nuova costruzione.  su Hakai Magazine, Chris Baraniuk  spiega come funziona: «L’aria è meno densa dell’acqua, il che significa che le bolle riducono la resistenza tra la nave e il mare attorno al suo scafo. È un po’ come far scorrere la mano attraverso una vasca idromassaggio che gorgoglia dolcemente contro la vasca da bagno ferma».

Silberschmidt è convinto che «La lubrificazione ad aria può ridurre il consumo di carburante dal 5 al 10%». Un risparmio di carburante che potrebbe non sembrare molto, ma Silberschmidt fa notare che «Le compagnie di navigazione possono spendere ogni anno tra i 5 ei 10 milioni di dollari in carburante per una singola nave di medie dimensioni». E, infatti, le compagnie di crociera Norwegian e Carnival hanno già installato i dispositivi Silverstream su alcune delle loro navi e presto saranno annunciate ulteriori installazioni.

Ma soffiare continuamente delle bolle sotto la chiglia di una nave costa: richiede energia per comprimere l’aria e disporla in modo che le bolle scorrano con un flusso costante lungo lo scafo di una grande nave a fondo piatto. Ma la Silverstream ha ridotto l’energia complessiva necessaria riempiendo di aria le unità di rilascio dell’aria: piccole cavità costruite nella chiglia. Le bolle si formano a causa della differenza di pressione tra l’aria in queste cavità e l’acqua di mare sottostante. Un fenomeno noto come instabilità di Kelvin-Helmholtz che si verifica quando la nave si sposta, il che significa che l’aria si mescola nell’acqua sotto forma di piccole bolle che poi scivolano all’indietro sotto la nave.

Silberschmidt  sottolinea che «Basandosi sulla fisica, il tappeto a bolle stesso è quindi generato da Madre Natura. L’acqua leggera e ricca di bolle è simile alle creste spumose bianche che sovrastano le onde che si potrebbero  vedere in spiaggia in una giornata ventosa».

Ma Anthony Molland, professore emerito di ingegneria all’università di Southampton fa notare che «Tuttavia, ci sono alcune condizioni che devono essere messe in atto, affinché la lubrificazione dell’aria funzioni. Ad esempio, l’effetto del tappeto può essere trascurabile in mari molto agitati e le navi devono viaggiare rapidamente per mantenere il flusso delle bolle. Se soffi semplicemente fuori le bolle e la tua nave non sta andando molto veloce – l’abbiamo fatto con i modelli – le bolle escono semplicemente lateralmente e non svolgono alcun lavoro».

Silberschmidt ribatte: «Ma in quegli scenari nei quali la tecnica funziona, vale la pena ridurre le emissioni anche di poco. In questo mondo, dobbiamo fare tutto il possibile».