Integrazione di un sistema di difesa contro i cat fine
Le particelle fini di catalizzatore (cat fines) rappresentano ancora una minaccia significativa per i motori marini, e la loro concentrazione è aumentata con il passaggio ai combustibili a basso tenore di zolfo. Allo stesso tempo, nuove variabili sono entrate nella composizione dei carburanti, come le miscele di combustibili a basso tenore di zolfo con biocarburanti. Per proteggere i motori navali, gli armatori e gli operatori devono affrontare una complessità crescente, che richiede ben più dell’uso di apparecchiature avanzate. È necessaria una solida conoscenza della gestione del carburante, della progettazione delle linee di alimentazione e delle migliori pratiche operative.
Una visione integrata della linea di alimentazione del carburante
Quando si utilizzano oli combustibili, rimuovere i contaminanti prima che il carburante raggiunga il motore è uno dei compiti principali della linea di alimentazione. Sebbene gran parte di questo compito ricada sui separatori, massimizzare la protezione richiede il contributo di più componenti:
- Serbatoi di decantazione
Dopo il bunkeraggio, viene pompata una quantità di olio dal serbatoio di stoccaggio al serbatoio di decantazione sufficiente per garantire 24–48 ore di funzionamento. Come suggerisce il nome, alcune particelle più grandi di cat fines e una certa quantità d’acqua si depositano grazie alla forza di gravità. Tuttavia, la decantazione da sola non è sufficiente a proteggere il motore, e il mare mosso può rimettere in circolo i contaminanti depositati, spingendoli più avanti nella linea di alimentazione.
- Separatori
I separatori (noti anche come purificatori) rappresentano la prima linea di difesa contro i cat fines. Utilizzando la forza centrifuga, rimuovono non solo i cat fines, ma anche acqua e altri contaminanti – come i fanghi asfaltenici – prima che il carburante entri nel serbatoio di servizio (day tank). La densità, viscosità, temperatura e portata del carburante sono tutti fattori critici per le prestazioni del separatore. Tuttavia, le caratteristiche dei carburanti odierni sono meno omogenee che in passato, soprattutto quando vengono miscelati con biocarburanti.
- Sistemi di alimentazione del carburante
I sistemi di alimentazione (noti anche come booster o sistemi di condizionamento del carburante) eseguono la fase finale di trattamento del carburante prima dell’iniezione nel motore. Considerata la maggiore complessità dei carburanti attuali, questi sistemi devono disporre di automazione avanzata per garantire la corretta temperatura, viscosità e pressione del carburante. Inoltre, forniscono una filtrazione fine, che rappresenta l’ultima linea di difesa contro i cat fines.
- Sistemi di controllo del flusso
Il controllo automatico del flusso è uno strumento ancora poco sfruttato, ma in grado di migliorare sia la rimozione dei cat fines che l’efficienza energetica. Poiché oggi la navigazione a bassa velocità (slow steaming) è la norma, pochi separatori operano al 100% della capacità. Sistemi come Alfa Laval FlowSync sincronizzano continuamente il flusso di alimentazione del separatore con il consumo reale del motore, ottimizzando le prestazioni di separazione e riducendo il consumo energetico.
Fare una scelta consapevole dei separatori
Poiché i separatori rappresentano la principale difesa contro i cat fines, la loro dimensione e prestazione sono elementi fondamentali. I separatori possono funzionare singolarmente o in parallelo, ma per rimuovere efficacemente i cat fines devono avere una capacità di pulizia adeguata al flusso previsto. Avere prestazioni misurate e validate da un ente terzo facilita il confronto tra separatori di diversi produttori.
Il Certified Flow Rate (CFR)
Il Certified Flow Rate (CFR) per i separatori è stato introdotto nel 2005 tramite un accordo tecnico (workshop agreement). Il test CFR utilizza particelle sferiche di 5 micron, mescolate nell’olio per simulare i cat fines. Il valore di CFR riportato sul certificato di un separatore indica la portata alla quale viene rimosso l’85% delle particelle, a una viscosità di trattamento standard.
Dall’accordo CWA alla norma EN
L’accordo originale, CWA 15375:2005, è scaduto nel 2014, ma la procedura di test è rimasta in uso grazie alla trasparenza che offre nel confronto delle prestazioni. Nel 2022 è stata finalmente introdotta una nuova norma migliorata: EN 17763:2022. A differenza dell’accordo precedente, che permetteva di scalare i risultati dei test su più dimensioni di separatori, la norma attuale richiede il test di ogni singola taglia all’interno della gamma di separatori.
Creare un sistema integrato di linea di alimentazione
Sebbene il dimensionamento dei separatori sia fondamentale, il successo della linea di alimentazione nel panorama attuale dei carburanti dipende da molto di più. Oltre ai livelli imprevedibili di cat fines, le variazioni nella viscosità, lubrificazione e temperatura del carburante hanno un impatto significativo sulla sicurezza e sull’affidabilità operativa. Massimizzare la protezione del motore richiede non solo componenti multipli, ma anche una comprensione delle interazioni lungo l’intera linea di alimentazione.
Per questo motivo, è importante evitare un approccio da “prodotto generico”. I separatori devono essere considerati parte di un sistema più ampio, supportati da serbatoi di decantazione ben configurati, sistemi di condizionamento del carburante avanzati e controllo automatico del flusso. L’intera linea di alimentazione deve essere vista come un sistema integrato, in cui ogni componente contribuisce agli obiettivi complessivi.
Soprattutto, armatori e progettisti navali dovrebbero assumere un ruolo guida nelle decisioni relative alla protezione del motore. Specificare l’intera linea di alimentazione è molto più efficace che lasciare le singole scelte al cantiere navale.
L’esperienza umana è altrettanto fondamentale
Per quanto ben progettata possa essere la linea di alimentazione, sono necessari equipaggi competenti per proteggere il motore da danni. Gli scenari attuali, caratterizzati da una grande varietà di carburanti, richiedono una comprensione più approfondita e una vigilanza costante.
- Test e monitoraggio
Gli operatori devono essere consapevoli dei potenziali rischi legati al carburante, che oggi includono livelli significativamente più alti di cat fines, ma anche problemi di stabilità, incompatibilità e degradazione, soprattutto in presenza di biocarburanti. I test di laboratorio rappresentano lo standard di riferimento, ma è fondamentale eseguire test e monitoraggi anche a bordo, quando possibile. Maggiore è la conoscenza del carburante bunkerato, minore sarà il rischio di incidenti. - Rilevamento dei segnali di danno
Oltre a individuare problemi legati al carburante, l’equipaggio deve essere in grado di riconoscere i primi segnali di danni agli impianti. Pressione ridotta, contaminazione del pozzetto e cali di efficienza del motore possono essere indicatori di danni gravi in corso. Intervenire tempestivamente consente di limitare i danni e ridurre i costi. - Manutenzione e Assistenza
Il corretto funzionamento della linea di alimentazione dipende da una buona manutenzione e cura degli impianti. La pulizia periodica dei serbatoi, ad esempio, evita che i cat fines depositati vengano reimmessi nel flusso del carburante. Allo stesso modo, l’equipaggio deve eseguire ispezioni e manutenzioni regolari. Anche se l’attrezzatura scelta dovrebbe essere facile da manutenere, è comunque necessaria competenza, oltre alla possibilità di accedere a tecnici qualificati in caso di problemi più complessi.
Formazione: una priorità crescente
Tutto ciò rende i programmi di formazione efficaci più importanti che mai. Come evidenziato dalla International Chamber of Shipping in uno studio del 2021, il settore marittimo sta affrontando una carenza globale di personale qualificato. I programmi tecnici per la gestione di motori e impianti devono essere supportati da una reale competenza a bordo.
In sintesi, un approccio integrato e olistico alla linea di alimentazione e alla protezione dai cat fines include sia l’equipaggiamento che l’equipaggio.