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Innovare per rispettare le limitazioni delle emissioni in ambito navale

“Questo è un segnale molto importante per l’industria navale per un impegno globale nel lavorare a pieno ritmo per ridurre le emissioni di gas serra”

ha affermato Panos Laskaridis, presidente di ECSA, l’Associazione degli armatori della Comunità Europea.

Panos Laskaridis faceva questa dichiarazione dopo l’annuncio del Marine Environment Protection Committee (MEPC) nell’aprile 2018: i delegati degli stati membri hanno concordato un obiettivo per ridurre la produzione globale di CO2 del settore marittimo del 50% entro il 2050, con il target ulteriore di iniziare al più presto possibile a perseguire l’obiettivo finale di eliminare completamente le emissioni di carbonio.

Questo annuncio rappresenta un’ulteriore misura per rafforzare l’indice di design e di efficienza energetica (EEDI) già richiesto per le nuove navi.

I cantieri navali ora non hanno altra scelta se non quella di realizzare navi moderne, che si adattino a questi requisiti sui limiti di inquinamento.

Oltre a questo regolamento ambientale, devono anche rispondere ad un’altra prerogativa, proveniente dal mercato e dai “fleet operators”, ovvero che meno carburante viene consumato dalla nave (con conseguente minor CO2 emessa), minore sarà la spesa operativa.

Migliorare le tecnologie esistenti è un modo per raggiungere questi obiettivi.

Concentrarsi sulla progettazione del motore e sui suoi diversi componenti di sistema può essere un ulteriore modo per adattarsi ai requisiti.

Tuttavia, i tempi di sviluppo sono sempre limitati poiché, per mantenere elevata la competitività, i cantieri navali devono introdurre rapidamente nuove tecnologie sul mercato. In un ambiente di progettazione frenetico, l’utilizzo della simulazione per analizzare l’efficienza di un prodotto in una fase iniziale del ciclo di progettazione può fare una differenza significativa nei tempi di sviluppo.

Ecco perché Ganser – Common Rail Systems (CRS) ha deciso di optare per la simulazione di sistema per sviluppare e analizzare una valvola idraulica di controllo perfezionata (poppet valve) per ridurre le emissioni dei motori navali.

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Caso di Successo:

Ganser CRS ha scelto di usare Simcenter Amesim (la soluzione di simulazione di sistema che fa parte del portafoglio Simcenter) per migliorare il design della valvola di controllo idraulica (poppet valve) per raggiungere le quantità di iniezione molto piccole utilizzate nelle applicazioni micro-pilot.

Utilizzando Simcenter Amesim, il team di ingegneri di Ganser CRS ha migliorato la geometria dell’ugello attraverso la convalida e l’implementazione di due nuove funzionalità:

  • una pendenza definita della velocità di iniezione durante l’apertura dell’iniettore, che è favorevole a ridurre il rumore e le emissioni di combustione;
  • una velocità di iniezione rapida diminuisce durante la chiusura dell’iniezione, che è favorevole per le condizioni di fine combustione.

La nuova tecnologia sviluppata da Ganser CRS è stata testata su un motore marino, sostituendo il precedente sistema di iniezione meccanica.

I nuovi sistemi CRS di Ganser impiegano non solo questa esclusiva tecnologia poppet valve, ma anche un sistema Waves Dynamics e Dampening System (WDD) e accumulatori integrati in iniettori.

I risultati finali sul motore marino a doppia alimentazione a 6 cilindri, senza alcuna modifica della testata, sono impressionanti. I test hanno dimostrato un funzionamento stabile del motore in gas mode (con gas infiammato dal diesel) e il raggiungimento dei livelli di emissione IMO Tier 3. Maggiori dettagli possono essere trovati nel documento pubblicato. https://dieselgasturbine.com/common-rail-injectors-poppet-valve/

Mentre quest’esempio mostra come la simulazione possa aiutare a migliorare i progetti di motori esistenti, alcuni cantieri navali sono già desiderosi di fare un ulteriore passo avanti nella progettazione della loro imbarcazione, e di passare direttamente all’ibridazione della nave, usando ancora la simulazione di sistema.

Articolo tratto da “Improving existing technology to meet shipping emissions targets” pubblicato il 02-12-2019 05:00 da Community Manager

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