Architettura Navale e Sicurezza - Lezione 15

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Condotta degli apparati motori

La condotta di un apparato motore si divide in tre fasi:
 . la preparazione al moto;
 . il governo del moto, ovvero la condotta durante la navigazione;
 . la manutenzione.
Quest'ultima si divide a sua volta in due branche:
 . manutenzione preventiva, attinente alle operazioni da compiere per mantenere efficiente nel tempo l'apparato     motore;
 . manutenzione correttiva, attinente alle operazioni da compiere per ripristinare l'efficienza compromessa da una     avaria.
Rientrano nella manutenzione preventiva alcune operazioni, prescritte dalle Autorità incaricate di vigilare sulla sicurezza delle navi e della navigazione, ed in particolare sulla salvaguardia della vita umana in mare.
Queste prescrizioni, che discendono da accordi internazionali sottoscritti dai Governi, prevedono operazioni, per lo più cadenzate nel tempo, quali immissioni in bacino di carenaggio per la verifica delle condizioni dell'opera viva, visite cosiddette " di classe" e via dicendo.
In generale la vigilanza sulla corretta e tempestiva esecuzione delle operazioni prescritte è affidata ai "Registri di Classificazione", organismi a carattere privatistico ma incaricati ufficialmente dai Governi.
Per l'Italia, l'incarico è affidato al Registro Italiano Navale (RINA).
Accordi intergovernativi consentono ai principali Registri di fornirsi reciproca collaborazione, sicché una nave può effettuare il carenamento in un porto estero ed ottenere la certificazione dal Registro locale, senza dover necessariamente ricorrere al Registro abilitato dallo Stato di cui la nave porta la Bandiera.
Ma lasciamo da parte le questioni burocratiche, anche se occorre sottolineare che il loro rispetto è fondamentale ai fini della sicurezza della navigazione, e vediamo gli aspetti tecnico-pratici della condotta di un apparato motore, seguendo la scaletta riportata all'inizio della lezione.
Cominciamo quindi con la preparazione al moto.
Quante volte si è visto un gioioso gruppo di giovani saltare sul motoscafo del papà di uno di loro, premere il pulsante dell'avviamento, mollare gli ormeggi, prendere il largo... ed ivi restare col motore fermo perché non gli arriva il combustibile, pur presente nella cassa.
Allarme generale, provvidenziale telefonino satellitare, rimorchio in porto con sbarco della ora meno allegra compagnia, accesso a bordo del "tecnico" e beffarda sentenza: i filtri del combustibile sono completamente otturati dalla morchia, aspirata dalla cassa di servizio da troppo tempo non sottoposta a manutenzione.
La preparazione al moto è forse la fase più importante della condotta, ai fini di un tranquillo svolgersi della navigazione.
Occorre verificare tutti i liquidi dell'apparato motore: acqua del circuito di refrigerazione; olio lubrificante; combustibile.
La verifica non riguarda solo il controllo del livello nelle casse.
Occorre, invece, accertarsi della pulizia dei filtri, della situazione della cassa del combustibile per accertarsi che non vi sia morchia o semplicemente che non si sia decantata dell'acqua.
Inutile dire che occorre verificare le scorte; assicurarsi,cioè, che le quantità di combustibile, lubrificanti, acqua, siano sufficienti ad assicurare l'autonomia prevista.
Se, per dire, si vuole andare alla Marina Piccola di Capri partendo dal porticciolo di Mergellina, sarà opportuno non dimenticare che al termine della gita si dovrà rientrare al porto di partenza; ma bisognerà anche tenere conto dell'eventualità che si alzi vento sfavorevole e che si debba conseguentemente cercare un ridosso.
Insomma: tenersi al vento. Espressione che, nella navigazione a vela, significa stringere il vento e risalirlo per quanto possibile, allo scopo di assicurarsi una maggiore libertà di manovra da utilizzare a seconda delle circostanze. E che per chi vuole andare per mare senza crearsi problemi prima ancora di partire, significa attrezzarsi al meglio e tenersi sempre un certo margine di sicurezza.
Ora che ci siamo preparati al moto, possiamo mollare gli ormeggi e prendere il largo? Non ancora.
Dobbiamo, a seconda del tipo di apparato motore, semplicemente mettere in moto, riscaldare i motori ed eseguire i giri di prova, se questo è il caso.
Oppure: accendere le caldaie, approntarle ad erogare vapore, eseguire il riscaldamento della motrice e della tubolatura del vapore principale, aprire il vapore alla motrice ed, infine, effettuare i giri di prova, se l'apparato motore è a vapore.
Oppure ancora, se siamo in presenza di un impianto con turbine a gas: avviare il sistema, lanciare il generatore di gas, eseguire le altre operazioni preparatorie.
E finalmente, molla a poppa, salpa l'ancora o molla il corpo morto o molla la boa, e avanti adagio per uscire dal porto.
Il governo del moto, cioè la condotta dell'apparato motore in navigazione, sarà diverso a seconda del tipo di nave. Sui mezzi più semplici, come ad esempio i fuoribordo, sarà sufficiente tenere d'occhio il serbatoio della miscela e verificare che insieme ai prodotti della combustione fuoriesca il piccolo zampillo dell'acqua di raffreddamento del motore.
Sulle imbarcazioni dotate di uno o due motori entrobordo, l'occhio del padrone (quello che secondo il proverbio ingrassa il cavallo.), cioè di colui che sta ai comandi dell'imbarcazione, dovrà costantemente seguire l'andamento della temperatura dell'acqua raffreddamento motori, quella dell'olio di lubrificazione ed il tachimetro.
Notiamo che quando non si ha sotto diretto controllo una macchina (qualunque macchina), una adeguata dotazione di strumentazione è un indispensabile ausilio.
Tachimetri, manometri, termometri devono corredare il pannello di plancia e della eventuale stazione di governo supplementare, spesso chiamata anche "fly station" per indicare la sua ubicazione sulla controplancia, ossia sopra la tuga. Una dotazione insufficiente o semplicemente misera di strumentazione dovrebbe essere motivo sufficiente per scartare un mezzo rispetto ad un altro meglio attrezzato.
Il controllo temperature riveste particolare importanza per le indicazioni che se ne possono trarre.
Un innalzamento delle temperature non conseguente ad un aumento dell'andatura è segnale serio di allarme.
Infatti, un motore ben manutenuto, condotto ad un regime inferiore a quello massimo indicato dal Costruttore, deve funzionare per un periodo di tempo praticamente illimitato senza presentare problemi.
Se insorgono inconvenienti, i termometri dell'acqua e dell'olio sono le sentinelle avanzate che daranno il primo segnale di allarme. Si dovrà quindi dare loro la massima importanza, ridurre l'andatura e, se il fenomeno permane, arrestare il motore ed investigare.
Anche la fumosità allo scarico va tenuta sotto controllo.
In un mezzo navale a livello imbarcazione, solitamente gli scarichi dei motori sono convogliati al bagnasciuga e nelle stesse condotte scarica anche la pompa dell'acqua di mare incaricata di raffreddare l'acqua dolce di refrigerazione motore e l'olio di lubrificazione.
Il colore deve essere appena appena brunastro.
Se compare una traccia azzurrognola, stiamo bruciando olio lubrificante.
Se la traccia brunastra tende a diventare scura, stiamo sprecando combustibile ed il motore, appena in porto, andrà revisionato.
Se la traccia brunastra si tinge di bianco, allora c'è una perdita di acqua da eliminare al più presto: voltare la capa al ciuccio, come diceva un anziano conoscente di famiglia, e rientrare in porto a bassa velocità.
Ma tutti i manuali forniti a corredo di un mezzo, elencano dettagliatamente tutte le avvertenze da tenere quando si naviga; non tedieremo quindi ulteriormente il lettore e parliamo invece della condotta degli apparati motori delle navi propriamente dette.
Oggi, alcuni Stati autorizzano la navigazione d'altura a navi con 8 (otto) membri di equipaggio: tre Ufficiali di coperta, compreso il Comandante; tre Ufficiali di Macchina, compreso il Direttore; un marinaio; un fuochista ingrassatore.
E' evidente che la condotta dell'apparato motore di una nave armata con quattro persone addette ai servizi di macchina non può essere effettuata senza un adeguato sistema di automazione.
Anzi, su queste navi alla automazione sono delegate tutte le funzioni, dal semplice controllo delle temperature all'arresto dei macchinari che presentino anomalie di funzionamento. Gli automatismi sono cioè dotati di una capacità di autodiagnosi, più o meno spinta a seconda dei casi.
In realtà, poi, senza giungere a casi estremi come quello accennato, sulle navi moderne l'automazione sovrintende alla maggior parte delle operazioni di pura conduzione.
Hanno contribuito a generare questo stato di cose, il quale comporta un sensibile aumento del costo iniziale della nave, la generale tendenza alla riduzione della consistenza numerica degli equipaggi ed il concomitante miglioramento delle condizioni di vita della gente a bordo. Inoltre, il progresso tecnologico ha consentito di rendere molto affidabile la componentistica e di conseguenza tutti i dispositivi automatici, rendendo meno probabile il verificarsi di avarie per malfunzionamenti dell'automazione, al punto da convincere gli Armatori a scegliere l'opzione "tutto automatico".
E' anche questo uno dei motivi per i quali l'apparato motore diesel ha preso tanto piede nella propulsione navale.
La condotta di una macchina semplice ed affidabile come il motore ad accensione spontanea si presta in modo speciale ad essere effettuata in assenza di operatori umani.
I parametri da tenere sotto controllo sono pochi e sono rappresentati soprattutto dalle temperature dell'acqua, dell'olio e dei prodotti della combustione.
Le temperature di questi ultimi sono un parametro molto significativo, in quanto danno informazioni dirette sul carico dei motori.
Infatti, in situazione di normalità ad ogni carico del motore, cioè ad ogni livello di potenza erogata, corrispondono determinati valori della temperatura dei prodotti della combustione all'uscita dai singoli cilindri e sul collettore di scarico.
La semplice lettura di queste temperature consente, di fatto, di stabilire quanti cavalli (o chilowatt) sta erogando il motore.
Uno scostamento dei valori da quelli standard, indica un sovraccarico del motore e deve quindi provocare:
 . una investigazione sulle sue cause;
 . un intervento correttivo inteso a rimuoverle.
L'investigazione comincerà con il confronto fra i vari parametri.
Se le temperature dell'acqua e dell'olio non destano allarme, allora il motore sta lavorando regolarmente, ma incontra una resistenza superiore al consueto.
L'indagine andrà estesa alla linea d'assi e fino all'elica: da qualche parte qualcosa "frena" il motore.
Potrebbero essere la carena o le stesse eliche sporche; in questo caso, se è possibile occorre ridurre l'andatura, fino a tornare con le temperature a valori ordinari.
Se vi è un riduttore fra motore ed asse dell'elica, andrà verificato il corretto funzionamento, attestato dallo stato dei relativi cuscinetti e dalla temperatura dell'olio lubrificante.
Ma lasciamo perdere questi dettagli, essenziali per una navigazione in sicurezza, e sui quali la documentazione fornita dalle Case costruttrici è (o almeno dovrebbe essere) molto più esaustiva di quanto non si possa fare in questa sede.
E vediamo invece come è fatto un impianto di automazione.
In generale un impianto di automazione viene progettato secondo quella che viene chiamata una "architettura".
Ne esistono di due tipi:
 . una architettura "ad intelligenza distribuita";
 . una architettura "ad intelligenza centralizzata".
Nel primo caso si tratta di una architettura che "delega" la gestione della maggior parte delle singole funzioni, e cioè dei singoli circuiti, a specifici, limitati sistemi automatici cosiddetti "periferici", per indicare che si trovano in giro per la nave o, come si dice in gergo, sul campo.
Dalla semplice regolazione di uno scambiatore di calore per mantenere entro i limiti previsti la temperatura di un fluido, si va fino al controllo della sequenza di avviamento dei gruppi elettrogeni, della loro messa in rete, della ripartizione del carico fra varie macchine e via di seguito.
Insomma il sistema presenta una serie di sistemi "dedicati".
Nel secondo caso, invece, siamo in presenza di un sistema che delega poco alla gestione autonoma delle singole funzioni, delle quali mantiene anzi il controllo da una postazione centrale (appunto, la centrale di automazione), monitorandone in continuazione tutti i parametri significativi ed inviando i segnali necessari a modificare la situazione quando occorra, assegnando alla periferia solo operazioni secondarie, tipo l'avviamento di una pompa di riserva.
Chiariamo bene, ad evitare possibili malintesi: che venga usata l'una o l'altra architettura, di intelligenza vera e propria in un impianto di automazione non se ne trova neanche l'ombra.
Si parla di "intelligenza" per indicare che il sistema si comporta "come se" fosse mosso da una volontà autonoma dotata di discernimento e di iniziativa.
E' chiaro che il sistema si comporta nel modo in cui il progettista ha previsto che esso si comporti: analizza i dati e prende i conseguenti provvedimenti, seguendo la logica che gli è stata inserita nel software, cioè nei programmi predisposti.
Possiamo anche soggiungere, a beneficio degli amanti della filosofia del "tutto automatico a bordo", che in generale un impianto di automazione segue le istruzioni, ricevute a suo tempo, con grande precisione e senza prendere iniziative non autorizzate, come talora fanno gli operatori umani. Sempre che, si capisce, non intervengano avarie all'impianto.
In finale, speriamo che il sistema sia stato progettato come si deve e realizzato a regola d'arte con materiali appropriati. Di modo che esso funzioni regolarmente e non vi sia bisogno di interventi manuali, perché in questo caso potrebbe farsi sentire la eventuale mancanza di personale addestrato, con conseguenze sempre spiacevoli e talora drammatiche, specialmente se si è in alto mare.
E siamo giunti a parlare della manutenzione cosiddetta "correttiva".
Un aspetto importante per evitare avarie ed i conseguenti interventi correttivi, è un buon programma di manutenzione preventiva.
E' questa davvero un conditio sine qua non perché un apparato motore funzioni regolarmente per tutta la durata di una campagna in mare, sia essa una vacanza o una navigazione commerciale.
I costruttori dei macchinari dettano le condizioni perché i loro prodotti funzionino regolarmente.
All'Armatore non resta che verificare la corretta attuazione di dette condizioni, dalle modalità di installazione alle verifiche prima dell'avviamento, ai parametri del moto, alle manutenzioni periodiche.
Queste ultime sono solitamente cadenzate sulla base delle ore di moto dei macchinari o di tutta la nave.
Alcune sono cadenzate in senso temporale, come ad esempio le immissioni in bacino di carenaggio, da effettuare mediamente ogni anno o comunque dopo sinistri che abbiano coinvolto l'opera viva o i propulsori.
Anche le imbarcazioni, pur se messe a secco o, come si dice, "rimessate" per il periodo invernale, debbono esser annualmente "carenate".
Operazione, il carenamento, che consiste nel liberare la carena e le relative appendici da tutta la vegetazione, che vi si è attaccata durante la permanenza in acqua, e nel successivo trattamento con apposite pitture intese a prevenire o almeno a ritardare la formazione della vegetazione.
Ricordiamo, giusto per memoria e per concludere, che con il generico termine di vegetazione si intendono tanto gli organismi di natura vegetale (alghe ed altre forme di vita analoghe) quanto gli organismi di natura animale (denti di cane, molluschi e via dicendo).