Wärtsilä presenta il sistema modulare FuTube per le linee di trasmissione navali

(Foto: Adobe Stock)

Con sede nella capitale finlandese Helsinki, Wärtsilä può far risalire le sue origini al 1834: quest'anno festeggerà il suo 190° anniversario. Ma fu nel 1935 che assunse il controllo del cantiere navale Crichton-Vulcan di Turku, una mossa che diede all'azienda l'avvio di un percorso che l'avrebbe portata a diventare un importante fornitore di motori e trasmissioni per l'industria marittima globale.

In qualità di fornitore di molte delle navi più grandi mai costruite, Wärtsilä vanta una serie di successi degni di nota: con un peso di 2.300 tonnellate, l'albero motore del motore a pistoni Wärtsilä-Sulzer RTA96-C è classificato come il più grande mai realizzato. Nel 2004, lo stesso motore a 12 cilindri (che eroga 93.360 cavalli a 102 giri/min) è diventato il più potente a utilizzare la tecnologia di iniezione common rail.

Wärtsilä è chiaramente specializzata nello sviluppo e nella produzione di motori e componenti di grandi dimensioni. Ma mentre i lanci da record fanno notizia, l'azienda vanta una notevole esperienza nel perfezionamento delle tecnologie esistenti per contribuire a migliorare l'affidabilità operativa, ridurre il consumo di carburante e le emissioni dei motori.

La sede Wärtsilä di O Porriño, una piccola città situata vicino al porto di Vigo e appena a nord del confine spagnolo con il Portogallo, ospita uno dei siti dedicati alle soluzioni per linee d'asse (SLS) dell'azienda. In una recente conferenza stampa, i dirigenti dell'azienda hanno svelato i dettagli di una serie di nuovi prodotti che compongono un sistema modulare progettato per migliorare le prestazioni complessive delle trasmissioni nelle applicazioni marittime.

Esperienza SLS nello stabilimento Wärtsilä di O Porrino, Spagna (Foto: Wärtsilä)

Raggruppati sotto il nome FuTube, i nuovi moduli includono: EvoTube, un nuovo tubo di poppa; IntelliSafe, un cuscinetto del tubo di poppa con automonitoraggio; la guarnizione Airguard, una versione aggiornata della gamma di linee d'asse esistente; e il sistema di monitoraggio della linea d'asse, che fornisce informazioni sulle condizioni e sulle prestazioni della linea d'asse.

Panoramica dei prodotti

L'esperienza SLS presso lo stabilimento di O Porriño è iniziata con un'anteprima dell'EvoTube, una versione migliorata del sistema progettato per mantenere la posizione della linea d'asse. Le caratteristiche principali del nuovo design del tubo di poppa includono una lunghezza complessiva significativamente ridotta, ottenuta in gran parte sostituendo il cuscinetto del tubo di prua con un cuscinetto interno per la linea d'asse intermedia.

L'EvoTube può utilizzare olio o acqua di mare come lubrificante. Le versioni predisposte per l'uso di olio consumano fino al 90% in meno rispetto ad altri modelli, il che a sua volta semplifica il programma di gestione dell'olio. In caso di utilizzo di acqua di mare, il materiale è resistente alla corrosione ed elimina la necessità di ulteriori rivestimenti. Inoltre, il sistema supporta la manutenzione in acqua (anziché in bacino di carenaggio), che include anche la sostituzione del cuscinetto di poppa.

Il design compatto consente una linea d'asse complessiva più corta, che a sua volta facilita la manutenzione e rende disponibile più spazio di carico.

Passando al sistema IntelliSafe, viene descritto come "un cuscinetto autoregolante che ottimizza le prestazioni e le condizioni operative". Questa descrizione, tuttavia, include una serie di miglioramenti rispetto ai cuscinetti standard che supportano tale ottimizzazione.

Ad esempio, il cuscinetto è più robusto, riducendo così il rischio di danni. È autoregolante, in quanto il sistema avrà sempre olio lubrificante a sufficienza. Il cuscinetto elimina inoltre il contatto metallo su metallo, contribuendo a prolungare la durata operativa. Tutti questi aspetti contribuiscono a ridurre il rischio di danni e a ridurre i costi operativi.

Per supportare queste funzioni, i cuscinetti IntelliSafe sono dotati di una serie di sensori integrati per rilevare quando il funzionamento non rientra nei parametri predeterminati. Se il sistema inizia a surriscaldarsi, i sensori di temperatura integrati possono attivare una funzione di raffreddamento. Sono inoltre presenti sensori di prossimità che inviano avvisi in caso di diversi problemi, tra cui lo spessore del film d'olio all'interno del cuscinetto.

Jose Antonio Vazquez presenta il modulo IntelliSafe aggiornato (Foto: Wärtsilä)

Dietro questa funzionalità, il sistema IntelliSafe è dotato di un sistema completo di porte e canali progettati sia per aggiungere che per rimuovere il lubrificante dall'unità; il sistema "intelligente" può anche dirigere l'olio verso le aree che necessitano maggiormente di raffreddamento aggiuntivo.

"EvoTube è correlato alla struttura e alla configurazione della nave, mentre IntelliSafe è progettato per risolvere i problemi della linea d'asse che vediamo quasi ogni settimana", ha spiegato Jose Antonio Vazquez, direttore generale dell'ufficio tecnico.

Sigillatura e monitoraggio

Come il sistema di cuscinetti IntelliSafe, la guarnizione Airguard è una versione aggiornata di un prodotto esistente. Posizionata nella parte posteriore del cuscinetto IntelliSafe, la guarnizione è progettata per mantenere una barriera stagna tra lo scafo e l'elica, alloggiando al contempo la linea d'albero rotante.

Durante il funzionamento, l'aria compressa entra in un anello di tenuta a una pressione superiore a quella dell'acqua esterna; questo squilibrio di pressione spinge l'aria oltre la tenuta, impedendo al contempo all'acqua di penetrare all'interno della nave. La tenuta incorpora anche anelli di tenuta che trasportano olio per la lubrificazione, mentre l'eventuale eccesso viene raccolto e convogliato in un serbatoio di stoccaggio interno.

Gli aggiornamenti apportati a questa ultima versione della tenuta Airguard hanno spinto Wärtsilä a raddoppiare il periodo di manutenzione previsto da cinque a 10 anni. Senza la necessità di sostituire gli anelli di tenuta durante questo periodo o di effettuare altre operazioni di manutenzione, Airguard potrebbe garantire un risparmio sui costi operativi fino al 59% rispetto alle tenute convenzionali.

Beatriz Garcia, responsabile del Bearing Centre, spiega il processo di deposizione laser (Foto: Wärtsilä)

Lo stabilimento di O Porriño è in grado di produrre cuscinetti per linee d'albero in diverse dimensioni e per un'ampia gamma di applicazioni.

Ogni cuscinetto presenta due elementi fondamentali: un substrato in acciaio e uno strato di "metallo bianco" sulla superficie del substrato. Il metallo bianco, una lega di stagno, contribuisce a proteggere l'albero, prevenendo danni in caso di problemi di lubrificazione o disallineamento.

È stato introdotto un nuovo processo di deposizione laser per migliorare il processo standard di applicazione del materiale, aumentando la durabilità del metallo bianco e migliorandone le proprietà meccaniche.

Beatriz Garcia, responsabile del Bearing Centre, ha commentato: "Il processo laser che deposita il metallo bianco è così preciso ed efficace che abbiamo dovuto aggiornare gli standard sulle proprietà dei materiali".

Parlando di questa ultima versione dell'Airguard, Rafael Lopez, responsabile dello sviluppo commerciale, ha osservato che raddoppiare la durata prevista della guarnizione eliminerebbe di fatto l'opportunità di vendere una guarnizione sostitutiva. "Riteniamo che la maggiore durata dell'unità sarà interessante per il mercato, generando in definitiva più affari rispetto alle vendite delle guarnizioni sostitutive", ha spiegato.

Metaforicamente, al di sopra di ciascuno di questi elementi all'interno del sistema FuTube, si trova l'apparecchiatura di monitoraggio della linea d'asse. Sulla base dei dati raccolti dai vari canali di input, il sistema fornisce un'analisi in tempo reale della linea d'asse e dei suoi componenti e, in caso di scostamenti dai valori nominali, invia una notifica.

Come altri sistemi, il sistema di monitoraggio della linea d'asse utilizza una serie di sensori per verificare le prestazioni di ciascun componente. È possibile monitorare condizioni come le vibrazioni e l'"orbita" della linea d'asse, mentre l'analisi contestuale (come una variazione delle condizioni operative della nave) può essere integrata nei risultati.

Banco di prova con ciascuno dei moduli FuTube (Foto: Wärtsilä)

Il sistema contribuisce a supportare un programma di manutenzione preventiva o a prevenire ulteriori danni ai componenti che non operano entro i limiti di tolleranza. Inoltre, il monitor può interagire con altri sistemi di bordo esistenti, combinando i dati per fornire una visione d'insieme delle prestazioni del gruppo propulsore.

Le informazioni vengono visualizzate su un'interfaccia utente grafica che può essere posizionata ovunque a bordo della nave. Ogni modulo IO offre otto canali di ingresso/uscita analogici, con la possibilità di aggiungere ulteriori moduli al sistema. Il sistema gestisce l'acquisizione, l'elaborazione e l'output dei dati, mentre un gruppo di continuità (UPS) ne garantisce il funzionamento e protegge da potenziali perdite di dati.

La sostenibilità è fondamentale

Come già accennato (vedi riquadro in questa pagina), sia i gestori navali che i costruttori navali desiderano soluzioni che garantiscano la disponibilità delle loro navi per i clienti. Ciascuno dei nuovi sistemi FuTube di Wärtsilä è progettato con questo obiettivo, estendendo gli intervalli di manutenzione o supportando la manutenzione preventiva.

Ma c'è di più. La sostenibilità è al centro anche della potenza dei motori nel settore marittimo e Wärtsilä desidera aiutare i clienti a raggiungere i rispettivi obiettivi in questo ambito.

Nella sua introduzione all'SLS Experience, Panu Sorvisto, direttore vendite della divisione Shaft Line Solutions, ha affermato: "Portiamo la sostenibilità sotto la linea di galleggiamento. Combinando innovazione e sostenibilità, vogliamo essere un passo avanti rispetto ai nostri concorrenti".

Ciascuno degli elementi del portfolio FuTube può contribuire al raggiungimento degli obiettivi di sostenibilità. Laddove in precedenza il lubrificante rischiava di fuoriuscire nell'oceano, i nuovi sistemi integrano funzionalità che ne impediscono lo scarico. Inoltre, i sistemi contribuiscono a migliorare l'efficienza complessiva della linea d'asse, riducendo il consumo di carburante e le relative emissioni.

Pur rappresentando nuovi livelli di innovazione, lo sviluppo di queste soluzioni è stato guidato dalla ricerca condotta dai clienti. Nella sua presentazione, Thomas Pauly ha osservato che negli ultimi anni la progettazione e il funzionamento della tecnologia delle linee d'asse sono cambiati poco. Ma le soluzioni sviluppate dal team di O Porriño puntano a cambiare la situazione, sia per supportare i clienti sia per contribuire a ridurre l'impatto ambientale del settore marittimo.

Domande e risposte con Thomas Pauly, Wärtsilä

Julian Buckley (a sinistra), redattore del PPI, e Thomas Pauly discutono del banco di prova FuTube (Foto: Wärtsilä)

Power Progress International: Come vengono configurati i moduli del portfolio FuTube per i singoli clienti?

Thomas Pauly: Chiediamo al cliente informazioni sulla sua applicazione specifica e poi consigliamo i moduli. Questo si estende anche ad aree come il pacchetto sensori; consigliamo la matrice di sensori per ogni applicazione.

PPI: L'obiettivo della sede di O Porriño è svolgere attività di ricerca e sviluppo o vendere cuscinetti?

TP: Entrambe le cose. Abbiamo circa 900 persone che lavorano al miglioramento delle soluzioni per la linea d'asse. Ci vogliono anni per sviluppare un motore Wärtsilä, ma quando viene introdotto sul mercato, il processo di sviluppo si interrompe. Nella nostra area la ricerca e sviluppo non si ferma mai, lavoriamo sempre a soluzioni nuove e migliori.

PPI: Considerando il portfolio di FuTube, puoi dire qual è l'ultima novità?

TP: È il cuscinetto IntelliSafe. Questo risolve il problema più grave e costoso che i clienti possano avere: la rottura dei cuscinetti. Ma questo non significa che ciò sminuisca la qualità degli altri prodotti. I clienti vogliono vedere e capire cosa succede sulla linea d'albero e questo pacchetto completo glielo permette.

PPI: Quale sarà, secondo lei, la prossima area di indagine per il team qui a O Porriño?

TP: Il mercato delle imbarcazioni con linee d'asse raffreddate ad acqua è ancora molto limitato, ma inizierà a crescere. Dovremo sviluppare più cuscinetti in composito per supportare i clienti di quel mercato.