Alcuni mesi fa (in febbraio per la precisione) me la pigliai con gli articoli “poco utili” di alcune riviste nautiche; ricordo che allora presi l’ impegno di sfatare alcuni miti relativi alle prove delle imbarcazioni e, nei mesi seguenti, pubblicai su questo sito qualcosa relativamente all’ andatura di bolina delle barche a vela.
Oggi, a beneficio di chi va per mare a motore (cioè a beneficio di quasi tutti i naviganti), vorrei precisare qualcosa al riguardo dei consumi dei motori e delle prospettive per il futuro.
E’ vero che tale aspetto tocca di più il portafoglio dei motoscafisti, ma è anche vero che notoriamente i velisti sono decisamente più “tirchi”, pertanto ritengo che l’ interesse sia lo stesso per entrambe le categorie.

 

 ENERGIA = CARBURANTE = PORTAFOGLIO

Mi pare di ricordare che avevo già enunciato un principio che, grazie a Dio, se ne sta al di sopra delle leggi di mercato imposteci dai potenti: "I sempre siano lodati principi della termodinamica non seguono le trovate pubblicitarie e quantificano il consumo di un motore diesel in circa 0,17 litri per ogni CV per ogni ora".
Questo parametro è imprescindibile e fondamentale (il potere calorifico del gasolio e il rendimento termodinamico di un motore diesel non sono una ideologia politica o una dottrina religiosa) e ritengo giusto partire da qui per parlare di altro.
Innanzitutto vediamo che cosa significhi questo dato facendo due diversi esempi di navigazione lungo uno stesso tratto lungo poco più di una trentina di miglia.

Se installo su di una barca a vela di 12 metri un motore diesel da 40 CV e per farla viaggiare a velocità di crociera di 6,5 nodi impiego circa 20 CV di potenza, significa che consumerò 0,17 x 20 = 3,4 l/ora e se la navigazione durerà per esempio 5 ore, alla fine avrò consumato 3,4 x 5 = 17 litri di gasolio.

Altro esempio.

Se installo su di un motoscafo di 15 metri due motori diesel da 750 CV e per farlo viaggiare a velocità di crociera di 22 nodi impiego circa 1000 CV di potenza, significa che consumerò 0,17 x 1000 = 170 l/ora e se la navigazione durerà pere esempio 1 ora e mezza, alla fine avrò consumato 170 x 1,5 = 255 litri di gasolio. 

Ho fatto due esempi classici di navigazione su una stessa rotta di 33 miglia per poter avere dei numeri di confronto: nel primo caso si tratta della navigazione con uno scafo dislocante di 12 metri di lunghezza (consumo: 17 litri di gasolio), nel secondo con uno scafo planante di 15 metri di lunghezza (consumo: 255 litri di gasolio); in entrambi i casi però non ho definito cosa si intende per “velocità di crociera”.
Per farlo dobbiamo subito fare una distinzione: navigare dislocando e navigare planando.

 

Questa foto è eccezionale: me l' ha inviata Pierluigi Surace e Dio solo sa dove l' ha trovata....
La nota che l' accompagnava diceva pressappoco :
"Finalmente ho trovato la mia barca ideale: quattro alberi e carena planante"

Nei due esempi qui sopra invece si capisce come il progettista della carena si possa sbizzarrire tra inclinazioni e spigoli alla ricerca di stabilità e prestazioni, ma alla fine il discorso resta sempre lo stesso: tavola o vasca da bagno ?

Non solo quindi planando diventano importanti le forme dello scafo, ma anche un dislocamento limitato - a parità di altre condizioni - favorisce enormemente la velocità di ingresso in regime di planata, di contro però ostacola molto la stabilità di rotta e la navigazione nel caso di mare formato.
E’ insomma “un bel pasticcio”, perché i parametri sono più d’ uno e si influenzano a vicenda.
Che si può fare per risparmiare energia (cioè consumare meno carburante) ?
Naturalmente, come già evidenziato nei calcoletti iniziali, conviene navigare in regime di dislocamento ma se proprio non si vuole rinunciare alla planata (cioè alla velocità) le cose da fare non sono molte.
Innanzitutto diciamo che NON si deve scegliere un motore a benzina; i motivi sono due e entrambi importanti: sicurezza e termodinamica.
Sicurezza, perché avere a bordo della benzina è quasi come stare seduti su una bomba: oltre al liquido in sé, i vapori della benzina sono tremendi per la loro grande attitutine a incendiarsi e a esplodere.

Non riuscite a immaginare cosa sia questo particolare vero ?
Allora guardate la foto d' insieme qui sotto.

E' quel che resta di un motoscafo col motore a benzina che ho fotografato a Veruda.
Capite bene che con la benzina avere o non avere gli estintori non fa molta differenza.
Ritengo molto più saggio NON avere benzina a bordo.

Termodinamica perché il basso punto di infiammabilità della benzina rispetto al gasolio, fa sì che il rapporto di compressione dei motori a benzina sia sempre inferiore a quello dei motori diesel, e poiché il rendimento termodinamico dei motori a scoppio è proporzionale al rapporto di compressione, il rendimento del motore a benzina si attesta sul 40 % mentre quello del motore diesel può arrivare al 60 %.
Significa che su 100 parti di energia prodotta dalla benzina solo 40 ne vengono adoperate per il movimento delle parti meccaniche (e quindi per la navigazione) mentre le restanti 60 vengono rilasciate e quindi sprecate nell’ ambiente principalmente sottoforma di calore.

Naturalmente ciò vale anche per le automobili.

Altra cosa che si può fare per risparmiare (a parità di condizioni) è alleggerire la barca, cioè dislocare di meno: ciò fa raggiungere il regime di planata richiedendo potenze inferiori ma, come detto,  riduce il comfort nella navigazione con mare formato.
Quindi una ricetta buona consiste nel diminuire il dislocamento adottando forme di carena più profonde (in poche parole naviga meglio in mare consumando di meno una vasca da bagno leggera piuttosto che una tavola pesante).
Questo fatto della diminuzione del dislocamento è la strada che si può percorrere oggi con i nuovi materiali da costruzione (la vela da regata insegna), ma si scontra a volte col fatto che l’ armatore vuole avere a bordo più bagni con sanitari in porcellana, cucine con piani in marmo e impianti di riscaldamento, climatizzazione, desalinizzazione, e generazione elettrica sempre più importanti.
Insomma alla fine molti armatori spendono molto di più per restare sempre allo stesso punto, e cioè per non far diminuire i consumi (curioso, forse sono proprio gli stessi che vanno in giro per strada con il SUV).

Permettemi lo sfogo: quando la ricerca dell' affermazione personale avviene attraverso l' ostentazione dell' immagine, passando tutto al setaccio quel che resta è solo stupidità.

Guardando ora un po' al futuro, per contenere i consumi esisterebbe anche la possibilità del motore ibrido o diesel-elettrico, ma anche qui non è tutto oro quello che luccica.
Il motore diesel ha come detto un rendimento termodinamico circa del 60 %, mentre un motore elettrico arriva facilmente al 90 %.
Oltre a tutti i vantaggi ambientali di assenza di emissioni, sarebbe ideale adottare motori elettrici, ma il problema naturalmente è rappresentato a bordo dalla produzione e dallo stoccaggio dell’ energia elettrica necessaria.

ALTRA PICCOLA DIGRESSIONE UTILE ANCHE PER CASA NOSTRA
I pannelli fotovoltaici hanno una tecnologia ancora fallimentare e in fase di evoluzione: pensate che il loro rendimento è di circa il 15 % e in pieno sole occorre un' area di circa 7 mq di pannello per produrre appena 1 KW, cioè 1,3 CV.
Se volete produrre una potenza di 500 CV vi  occorrerebbero 2692 mq di pannelli in pieno sole ! 

Si può allora pensare di usare un motore ibrido, che sia cioè insieme un motore diesel a combustione interna e un motore elettrico: la barca può essere spinta da entrambi o da uno dei due, a seconda del livello di carica degli accumulatori, oppure il motore diesel può servire per far avanzare lo scafo e anche per produrre l’ energia necessaria a ricaricare gli accumulatori, sfruttando il motore elettrico come un grosso produttore di energia.
Lo sviluppo maggiore di tali propulsori è avvenuto diversi anni fa nel settore ferroviario; nei percorsi in discesa infatti il locomotore poteva e può frenare sfruttando il motore elettrico come generatore di energia.

Osservazione piena di ingenuo candore: purtroppo in mare non ci sono le discese e, a causa degli enormi attriti con l’ acqua e il moto ondoso, la navigazione è come se fosse “sempre in salita”.

Spero sia comprensibile a tutti come mai il motore ibrido non rappresenti una soluzione “tanto” vantaggiosa.
Nel caso però non fosse tanto evidente, seguitemi con un po' di pazienza in quest' ultimo esempio.

Se a bordo per produrre 100 unità di energia affidassimo tutta la produzione al diesel (rendimento circa  60 %) dovremmo consumare sottoforma di carburante 100 / 0,6 = 167 unità di energia (di cui 67 se ne vanno via inutilizzate).
Se potessimo farlo adottando solo il motore elettrico (rendimento circa  90 %) dovremmo consumare solo 100 / 0,9 = 111 unità di energia. Un bel rispamio, ma impossibile da ottenere.
Quel che possiamo fare è di affidare ottimisticamente il 75 % della produzione al diesel e il 25 % al motore elettrico, tenendo conto dei rispettivi rendimenti avremmo 75 / 0,6 = 125  e  25 / 0,9 = 28 cioè un totale di 125 + 28 = 153 unità di energia.
Ebbene, il guadagno lo dovremo calcolare paragonando le 153 unità con le 167 e otterremmo (facendo la differenza) 14 unità di energia in meno.
Ma 14 unità su 167 significa un risparmio dell’ 8,4 %, cioè ogni 100 litri di gasolio ne verremmo a risparmiare 8 e mezzo.
Ne vale la pena ?
Non so, il giudizio è una cosa soggettiva.
Allo stato attuale ritengo che il motore ibrido si collochi sul mercato un po’ come le vetrate della dinette dei motoscafi di oggi: una volta le vetrate avevano gli spigoli diritti, oggi va di moda averle stondate.

Narrano infatti le Novelle Billionarie che l’ armatore, seduto al tavolino sulla terrazza del circolo nautico sorseggiando un drink con gli amici, così si sia espresso:
“Sì, ce l' hanno appena consegnata, volevano vararla a Viareggio, figurati!  Ha un prendisole che ci posso parcheggiare le due Ferrari, un impianto clima che è una figata e poi sotto abbiamo 1500 CV di motori ibridi che spingono”.
Al che i suoi ascoltatori stazionarono lungamente con il bicchiere in mano e con la bocca spalancata, incerti su cosa significhi "motori ibridi" e incerti se chiederlo e far la figura dei pezzenti oppure non chiederlo e incassare comunque il colpo.

A proposito di barche di moda, vi saluto con questa immagine.
Non me ne voglia l' armatore austriaco di questa specie di Ketch (probabilmente egli ama la sua barca come io amo la mia) ma non riesco proprio a classificarla, 
né riesco a capire la scelta fatta dal progettista su molti particolari che lascio al vostro giudizio.