IT201900009045A1 - Motonave a basso impatto ambientale per il trasporto di passeggeri - Google Patents
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Description
DESCRIZIONE
La presente invenzione si riferisce ad una motonave a basso impatto ambientale per il trasporto di passeggeri.
L'attuale attività crocieristica coinvolge migliaia di passeggeri ed il loro conseguente trasferimento non solo nei porti di imbarco e sbarco ma anche nelle località di particolare interesse turistico.
Un caso emblematico è quello costituito dalla laguna di Venezia nella quale il transito delle grandi navi costituisce un rischio ambientale elevato.
L'attuale tendenza è pertanto quella di allontanare il passaggio delle grandi navi da crociera dalle zone ad elevato rischio ambientale prevedendo il loro ormeggio in porti e punti di attracco sufficientemente lontani.
Tuttavia, questa ovvia soluzione comporta come conseguenza la necessità di spostare i passeggeri in visita dalla zona di attracco della nave passeggeri alla zona da visitare: nel caso di Venezia l'impatto ambientale provocato dal passaggio di grandi navi verrebbe significativamente ridotto con l’utilizzo di mezzi con dimensioni molto minori.
In tal caso per il trasferimento dei passeggeri si potrebbero utilizzare imbarcazioni più piccole con motori di propulsione alimentati sia da batterie elettriche sia da gruppi Diesel - generatori.
Con tale soluzione l’estromissione delle grandi navi da crociera dalla laguna sostituite da imbarcazioni più piccole, non pregiudicherebbe l’utilizzo della esistente Stazione Marittima, che mantiene inalterate le sue funzioni logistiche.
Compito tecnico che si propone la presente invenzione è, pertanto, quello di realizzare una motonave a basso impatto ambientale per il trasporto di passeggeri dimensionando correttamente le batterie e i motori Diesel in modo da non penalizzare il carico utile - il numero di passeggeri - e minimizzare i tempi per le ricariche delle batterie. Nell’ambito di questo compito tecnico uno scopo dell’invenzione è anche quello di realizzare una motonave a basso impatto ambientale che consenta di ridurre la formazione ondosa e evitare turbolenze sui fondali.
Un ulteriore scopo dell’invenzione è quello di realizzare una motonave che consenta di limitare le emissioni gassose nocive soprattutto in aree sensibili come ad esempio nei centri abitativi. Un altro scopo dell’invenzione è quello di realizzazione una motonave a basso impatto ambientale che consenta di limitare le vibrazioni e la emissione di rumori molesti.
Non ultimo scopo della presente invenzione è quello di realizzare una motonave a basso impatto ambientale con migliorate prestazioni in termini di autonomia e manovrabilità e in grado di ricaricarsi elettricamente sia durante la navigazione che nei periodi di sosta dell’imbarcazione.
Il compito tecnico, nonché questi ed altri scopi, secondo la presente invenzione vengono raggiunti realizzando una motonave a basso impatto ambientale per il trasporto di passeggeri caratterizzata dal fatto di comprendere:
-una doppia carena a catamarano
-almeno un propulsore cicloidale di destra con relativo motore elettrico di propulsione
-almeno un propulsore cicloidale di sinistra con relativo motore elettrico di propulsione
-un apparato motore di destra per l’alimentazione del motore elettrico di detto almeno un propulsore cicloidale di destra comprendente un quadro batterie, un gruppo Diesel-generatore e un quadro elettrico - un apparato motore di sinistra per l’alimentazione del motore elettrico di detto almeno un propulsore cicloidale di sinistra comprendente un quadro batterie, un gruppo Diesel-generatore e un quadro elettrico
almeno uno dei propulsori cicloidali essendo posizionato a poppa ed almeno uno dei propulsori cicloidali essendo posizionato a prua. L'invenzione rivela dunque una motonave passeggeri a basso impatto ambientale caratterizzata dalla combinazione di tre caratteristiche significative riguardanti la forma della carena, la motorizzazione e i propulsori.
Carena: per la forma di carena si è scelta quella del catamarano in genere adottato per imbarcazioni destinate a raggiungere velocità relativamente elevate in acque profonde dove la doppia carena consente anche una sensibile riduzione del moto di rollio ed una diminuzione della resistenza dello scafo.
Motorizzazione: occorre intervenire sull'impatto ambientale causato dal passaggio di numerose motonavi destinate al trasferimento di passeggeri, lungo zone parzialmente circondate da unità abitative, spesso artisticamente ed archeologicamente rilevanti, a causa dell'inevitabile emissione di fumi dagli impianti propulsivi che utilizzano combustibili fossili.
La soluzione proposta consiste nel prevedere un doppio apparato motore, elettrico, alimentato a batterie, e Diesel-elettrico, quest’ultimo utilizzato sia per la propulsione, sia per la ricarica delle batterie durante la navigazione.
Con questo doppio sistema propulsivo l'imbarcazione può viaggiare utilizzando le sole batterie quando naviga in prossimità di unità abitative, mentre il sistema Diesel elettrico viene impiegato quando l'imbarcazione si trova lontana da tali centri abitativi, provvedendo contemporaneamente alla ricarica delle batterie che può essere completata nei periodi di sosta lontani da unità abitative. In questo modo il peso delle batterie risulta contenuto e diventa compatibile rispetto al carico utile.
Propulsori: eliminazione dei fumi e del rumore non bastano tuttavia e rendere l'imbarcazione ecocompatibile in bacini ristretti, in genere a basso fondale, nei quali i movimenti di rotazione di eliche tradizionali comporterebbe fenomeni di turbolenza del fondale e quindi l'inquinamento delle acque superficiali.
Per ovviare a questo limitante inconveniente, secondo la soluzione che si intende proteggere, in luogo di un'elica di tipo tradizionale, vengono impiegati propulsori cicloidali che, prevedendo pale verticali ruotanti attorno al loro asse, non creano il rimescolamento delle acque prossime ai fondali.
Ulteriori caratteristiche e vantaggi dell’invenzione risulteranno maggiormente evidenti dalla descrizione di una forma di esecuzione preferita ma non esclusiva di un sistema propulsivo secondo il trovato, illustrata a titolo indicativo e non limitativo nei disegni allegati, in cui:
-la figura 1 mostra una vista prospettica dall’alto della motonave a basso impatto ambientale secondo la presente invenzione;
-la figura 2 mostra una vista prospettica dal basso della motonave a basso impatto ambientale;
-la figura 3 mostra una sezione longitudinale della motonave a basso impatto ambientale secondo la presente invenzione;
-la figura 4 mostra una vista in pianta dei locali macchinari della motonave a basso impatto ambientale in cui è visibile la compartimentazione dei due scafi;
-la figura 5 mostra un esempio di percorso di navigazione nei due sensi della motonave a basso impatto ambientale secondo la presente invenzione, indicando il cambio di modalità propulsiva;
-la figura 6 mostra un grafico di andamento di carica e scarica del gruppo batterie nel corso di una giornata tipo, partendo dalla condizione di batterie con carica notturna completa effettuata.
Con riferimento alle figure citate, viene mostrata una motonave a basso impatto ambientale per il trasporto di passeggeri, generalmente indicata con il numero 1.
La motonave 1 comprende una carena a catamarano a doppio scafo 2, almeno un propulsore cicloidale di prua 3 con relativo motore elettrico di prua 4 e almeno un propulsore cicloidale di poppa 5 con relativo motore elettrico di poppa 6.
Nel caso di soli due propulsori cicloidali, uno di poppa e uno di prua, se il primo è nello scafo di destra allora il secondo è nello scafo di sinistra o viceversa.
La motonave 1 è dotata di un locale macchinari di sinistra comprendente un quadro batterie 8, un gruppo Diesel-generatore 9 e un quadro elettrico 10 per l’alimentazione del motore elettrico di ciascun propulsore cicloidale posizionato nello scafo di sinistra. La motonave 1 è dotata ancora di un locale macchinari di destra comprendente un quadro batterie 11, un gruppo Diesel - generatore 12 e un quadro elettrico 13 per l’alimentazione del motore elettrico di ciascun propulsore cicloidale posizionato nello scafo di destra. La motonave a basso impatto ambientale secondo la presente invenzione utilizza sistemi consolidati, di massima affidabilità e ben conosciuti. L’innovazione, pertanto, consiste nella capacità di mettere insieme tecnologie consolidate per ottenere un nuovo sistema capace di dare una risposta alla crescente esigenza di dare concretezza allo sviluppo sostenibile soprattutto nei confronti dell’ambiente.
L’ecosostenibilità della motonave è raggiunta, come sopra già riferito, grazie alla combinazione sinergica di tre caratteristiche significative riguardanti la forma della carena, la motorizzazione e la propulsione.
Infatti, la previsione della doppia carena a catamarano consente la formazione di un’onda molto contenuta durante la navigazione, la previsione di un gruppo motore elettrico alimentato da un gruppo di batteria consente l’annullamento delle emissioni gassose e la diminuzione del rumore durante la navigazione a velocità moderata. Infine i propulsori cicloidali, che presentano pale verticali ruotanti attorno al loro asse, non creano il rimescolamento del fondale e l’inquinamento delle acque superficiali che invece si avrebbero utilizzando la rotazione di eliche tradizionali. A titolo esemplificativo ma non limitativo ciascun propulsore cicloidale è di tipo Voith Schneider.
Come detto può essere previsto solo un propulsore cicloidale di prua 3 a destra o a sinistra, e solo un propulsore cicloidale di poppa 5 a sinistra o a destra.
In alternativa, è possibile prevedere una motorizzazione ridondante, anche per questioni di sicurezza, in cui sono previsti due propulsori cicloidali di prua 3, e due propulsori cicloidali di poppa 5.
Come illustrato in Fig. 3, ciascuna delle due carene 2 è divisa in compartimenti 7 ciascuno ospitante rispettivamente il propulsore di poppa 5 con motore elettrico di propulsione di poppa 6, il quadro batterie 11, il gruppo Diesel-generatore, il quadro elettrico e il propulsore cicloidale di prua 3 con motore elettrico di propulsione di prua 4.
Come illustrato in Fig. 1 la motonave a basso impatto ambientale presenta una pluralità di ponti 14, 15, 16, di cui il ponte superiore 16 è munito di una copertura 17 sulla quale è installato un impianto fotovoltaico 18 a beneficio dei consumi elettrici di bordo.
Come illustrato in Fig. 5 la motonave 1 a basso impatto ambientale è particolarmente indicata per eseguire un percorso ciclico tra una prima stazione marittima (abbreviata PSM), localizzata lontano dai centri abitativi, e una seconda stazione marittima (abbreviata SSM), localizzata vicino a centri abitativi.
In particolare, la tratta dalla prima stazione marittima (PSM) è percorsa con i Diesel-generatori 9 e 12 alla velocità massima consentita, fino all’ingresso nelle zone sensibili, dove si passa alla modalità propulsiva solo con le batterie 8 e 11, riducendo conseguentemente la velocità (CMP) fino al raggiungimento della seconda stazione marittima (SSM).
Vantaggiosamente lungo la tratta dalla prima stazione marittima (PSM) al cambio di modalità propulsiva (CMP), oltre alla propulsione e ai servizi elettrici di bordo, il gruppo Diesel-generatore provvede anche alla ricarica delle batterie. Inoltre, durante la sosta notturna nella prima stazione (PSM) le batterie vengono ricaricate completamente.
La figura 6 mostra l’andamento di carica e scarica delle batterie durante un ciclo di navigazione nell’arco di una giornata tipo. Dal grafico è evidente come i gruppi batterie 8 e 11 possano essere ricaricati:
- durante la navigazione con i gruppi Diesel -generatori (9 e 12), - durante il periodo di sosta dell’imbarcazione presso la seconda stazione marittima (SSM)
- Durante la sosta notturna presso la PSM.
La motonave a basso impatto ambientale per il trasporto dei passeggeri così concepita è suscettibile di numerose modifiche e varianti, tutte rientranti nell’ambito del concetto inventivo; inoltre tutti i componenti sono sostituibili da elementi tecnicamente equivalenti. In pratica i materiali utilizzati, nonché le dimensioni, potranno essere qualsiasi a seconda delle esigenze e dello stato della tecnica.
Claims (7)
- RIVENDICAZIONI 1. Motonave (1) a basso impatto ambientale per il trasporto di passeggeri caratterizzata dal fatto di comprendere: -una doppia carena (2) a catamarano -almeno un propulsore cicloidale di destra (3) con relativo motore elettrico di propulsione (4) -almeno un propulsore cicloidale di sinistra (5) con relativo motore elettrico di propulsione (6) -un apparato motore di destra per l’alimentazione del motore elettrico di detto almeno un propulsore cicloidale di destra comprendente un quadro batterie, un gruppo Diesel-generatore e un quadro elettrico - un apparato motore di sinistra per l’alimentazione del motore elettrico di detto almeno un propulsore cicloidale di sinistra comprendente un quadro batterie, un gruppo Diesel-generatore e un quadro elettrico almeno uno tra detto almeno un propulsore cicloidale di destra (3) e di sinistra (5) essendo posizionato a poppa ed almeno un altro tra detto almeno un propulsore cicloidale di destra (3) e di sinistra (5) essendo posizionato a prua.
- 2. Motonave (1) a basso impatto ambientale per il trasporto di passeggeri secondo la rivendicazione 1 caratterizzata dal fatto di comprendere un primo propulsore cicloidale di prua (3), un primo propulsore cicloidale di poppa (5), un primo apparato motore localizzati all’interno di una prima carena (2), e un secondo propulsore cicloidale di prua (3), un secondo propulsore cicloidale di poppa (5), un secondo apparato motore localizzati all’interno di una seconda carena (2).
- 3. Motonave (1) a basso impatto ambientale per il trasporto di passeggeri secondo una qualsiasi rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che ciascun propulsore cicloidale (3, 5) è di tipo Voith Schneider.
- 4. Motonave (1) a basso impatto ambientale per il trasporto di passeggeri secondo una qualunque rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che almeno una carena (2) è divisa in compartimenti (7) ciascuno ospitante rispettivamente detto almeno un propulsore cicloidale di prua (3) con motore elettrico di propulsione di prua (4), detto almeno un propulsore cicloidale di poppa (5) con motore elettrico di propulsione di poppa (6), detto quadro batterie (8, 11), detto gruppo Diesel - generatore (9, 12) e detto quadro elettrico (10, 13).
- 5. Motonave (1) a basso impatto ambientale per il trasporto di passeggeri secondo una qualunque rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto di presentare una pluralità di ponti (14, 15, 16) di cui il ponte superiore (16) è munito di una copertura (17) sulla quale è localizzato un impianto fotovoltaico (18).
- 6. Motonave (1) a basso impatto ambientale per il trasporto di passeggeri secondo una qualunque rivendicazione precedente caratterizzata dal fatto che detto gruppo motore termico -generatore elettrico di sinistra e di destra (9, 12) è un gruppo Diesel-generatore.
- 7. Metodo di navigazione con una motonave (1) a basso impatto ambientale per il trasporto di passeggeri secondo una qualsiasi rivendicazione precedente, caratterizzata dal fatto di eseguire un percorso ciclico tra una prima stazione marittima (PSM) e una seconda stazione marittima (SSM) e viceversa, in cui la tratta tra la prima stazione marittima (PSM) e il cambio di modalità propulsiva (CMP) è eseguita a velocità più elevata utilizzando il gruppo Diesel – generatore e la tratta successiva fino alla seconda stazione marittima (SSM) è eseguita a velocità inferiore utilizzando il gruppo batterie (8,11).
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