Un progetto elettrico per il mare

· UN PROGETTO ELETTRICO PER IL MARE
di Paolo Ferrario	Elettro, Dic 2000, n°11

Il settore della cantieristica navale necessita di infinite competenze a causa del fatto che i piroscafi e i transatlantici oggi costruiti possono essere considerati delle vere e proprie città sull'acqua. Gli impianti elettrici sono soggetti a normative e precauzioni particolari, per mantenere in sicurezza la nave e i suoi passeggeri una squadra di tecnici segue la nave in porto e durante la navigazione. Un'occasione di lavoro per elettricisti un po' vagabondi.

Le Corbusier, il più importante protagonista del movimento moderno in architettura, vissuto a cavallo tra l'ottocento e il novecento, sosteneva che un esempio illuminante della futura architettura poteva essere individuato nella forma razionale ed essenziale degli aerei e delle navi. In questi mezzi di trasporto ogni componente era infatti progettato per dare una risposta economica e funzionale e per poter essere combinato in modo organico con gli altri elementi della struttura. Nacque così il mito dell'architettura come "macchina per abitare" che divenne una autentica parola d'ordine per gli architetti moderni tanto che essi stessi amavano organizzare i loro congressi internazionali non solo nelle città più prestigiose ma anche a bordo di quegli piroscafi che solcavano le acque del Mediterraneo. Oggi l'aereo, grazie alla rapidità degli spostamenti che offre, ha sostituito la nave nelle lunghe percorrenze e per questa ragione quest'ultima ha assunto delle forme meno estreme che consentono al progettista di realizzare ambienti più confortevoli, destinati ad ospitare persone per le quali il viaggio stesso è oggi divenuto ragione di intrattenimento.

La cantieristica navale italiana che in passato ha vissuto non pochi momenti di crisi ha in questi ultimi anni ritrovato una nuova primavera tanto che la Fincantieri, l'armatore di Marghera che ha riunito le migliori competenze del settore, vara un numero tale di nuove navi che sono in grado di risolvere circa il 46% della domanda mondiale di nuovi transatlantici. Questi ultimi, infatti, vengono realizzati da cima a fondo nei cantieri friulani, con un indotto che interessa gran parte delle aziende del nord-est, e vengono poi venduti alle compagnie di navigazione straniere di tutto il mondo. Uno di questi esemplari è la nave Rotterdam consegnata nel 1997 alla Holland American Line, a bordo di questa imbarcazione tanto le parti strutturali quanto quelle impiantistiche e gli arredi sono stati progettati con la massima cura cercando di ottimizzare i costi e avendo come obiettivo ultimo il mantenimento della qualità degli spazi.



La nave può ospitare un massimo di 1668 passeggeri in un totale di 659 cabine di differente grado di accoglienza ma ad esse se ne aggiungono altre 358 per i 552 membri dell'equipaggio. In totale circa 2220 persone viaggiano ed abitano questa città sull'acqua. Per quanto interessa la parte elettrica e illuminotecnica è bene sapere che per la cantieristica navale gli impianti elettrici sono sottoposti a delle normative particolari (Solas) emanate dall'Organizzazione Marittima Internazionale al fine di tutelare la sicurezza della vita umana in mare. Tali impianti sono infatti soggetti a delle sollecitazioni particolari sia di carattere termico (le escursioni che possono raggiungere i 45°C) sia di caratteri chimico come l'azione corrosiva dell'atmosfera salina con tassi di umidità che possono raggiungere il 100%.

Valgono per essi, pertanto, norme più restrittive di installazione e particolari accorgimenti per la conservazioni delle condizioni di sicurezza dei passeggeri.La generazione dell'energia è affidata a cinque gruppi elettrogeni ciascuno dei quali è capace di 11.200 kW, per una potenza installata totale di 56.000 kW, i cui alternatori sono mossi da cinque motori diesel da 16 cilindri. L'energia viene prodotta in media tensione a 66.000V, 60Hz e viene distribuita alle sottosezioni elettriche in media e bassa tensione. Ogni sottostazione può sospendere la fornitura dell'energia indipendentemente dalle altre in modo che se dovessero svilupparsi delle avarie o degli inconvenienti pericolosi non viene compromessa l'integrità e l'efficienza di tutto l'impianto.
Nella progettazione dell'impianto elettrico della nave Rotterdam, ma il discorso vale in generale per tutti i transatlantici, una delle difficoltà più grandi da dover superare risulta essere quella delle compartimentazioni le quali dovendo essere stagne e a totale tenuta all'incendio, tali compartimentazioni implicano una netta scissione dell'impianto generale in subsistemi autonomi. Una delle separazioni stagne più importanti è quella che separa il ponte dei motori, quello più basso, da quelli superiori ad uso civile, ma ad esso si accompagnano delle compartizioni che sezionano la nave verticalmente, le compartimentazioni sono pertanto sia longitudinali che trasversali. L'impianto elettrico a bordo della Rotterdam svolge diverse funzioni: alimenta l'apparato motore, alimenta tutte le attrezzature della struttura alberghiera, l'illuminazione, l'intrattenimento e lo spettacolo nonché gli impianti per la navigazione e le comunicazione sia interne che esterne.
Emerge, dunque, il valore fondamentale di tale impianto per salvaguardare il quale sono stati presi particolari accorgimenti per evitare eventuali cortocircuiti o scariche anomale. A tale scopo un sistema di fibre ottiche, di centraline elettroniche e di fusibili intervengono tempestivamente in caso di avaria. Il quadro di media tensione più grande è quello ospitato dall'apparato motore le cui dimensioni sono pari a (LxPxH) 17.850x1.939x2.865 mm per un peso complessivo di 26.000 kg. Gli utenti di questo quadro sono i 2 motori elettrici per la propulsione e le eliche trasversali, ma accanto a questi congegni, destinati al movimento della nave, l'energia generata da questi motori elettrici serve anche i compressori del sistema di condizionamento ed altri apparati tecnici di servizio.

Tanto i motori elettrici quanto i trasformatori e i cicloconvertitori sono sottoposti al rispetto di severi limiti per quanto riguarda le vibrazioni generate.La struttura metallica della nave favorisce infatti la propagazione delle onde sonore che oltre a peggiorare le condizioni di confort dei passeggeri rischierebbe di compromettere la stabilità delle parti strutturali della nave. I motori elettrici che alimentano le eliche trasversali, ovvero quelle eliche che vengono utilizzate durante le manovre o per correggere la linea di navigazione, sono alimentati dal quadro di media tensione capace di 1.900 kW.

Per quanto riguarda la distribuzione dell'energia elettrica di zona, dai quadri di sottostazione derivano dei sottoquadri, questi sottoquadri possono ospitare da 42 fino a 104 moduli da 17,5. Sulla nave il totale dei sottoquadri raggiunge il numero di 350 la maggior parte dei quali ha come utenza finale l'illuminazione. Questo tipo di utenza assorbe circa 2.200 kW e viene impiegata per gli effetti scenografici delle diverse sale di riunione dei passeggeri, per l'illuminazione degli esterni dell'imbarcazione e per il sistema di illuminazione di emergenza e quello di evacuazione. L'impianto di sicurezza, necessario in conformità con le norme Solas, è posto su uno dei ponti più elevati della nave ed è alimentato da un motore diesel da 800 kW, 440V, 60Hz con relativo quadro di manovra e di distribuzione. In caso di black out della centrale principale l'impianto entra in funzione e può alimentare, con una autonomia di 36 ore, tutti i servizi di sicurezza antincendio nonché il sistema delle pompe che governano il timone e assicurano che la nave non cada in balia delle onde. Per quanto riguarda in generale gli impianti di sicurezza il pericolo più comune che devono scongiurare è quello dello sviluppo incontrollato di un incendio, a questo scopo una rete di rilevatori garantisce interventi atti a chiudere automaticamente le porte tagliafuoco e ad arrestare immediatamente la ventilazione nella zona interessata. La rete di altoparlanti, che normalmente diffonde musica, diventa in caso di pericolo uno strumento per comunicare ai passeggeri la condotta da assumere in caso di abbandono parziale o totale della nave. Per quanto riguarda gli arredi interni questi sono stati realizzati adoperando la serie civile di punti luce messi in produzione dalla Vimar nella serie Idea e 8000. Il mantenimento in esercizio dell'impianto è garantito da una squadra di elettricisti che fanno parte del team tecnico che gestisce la nave sia durante le soste in porto che lungo la navigazione in mare o sugli oceani.