Motori ecologici sulla cresta dell’onda
L’inquinamento marino rappresenta una grande sfida per gli ecosistemi oceanici e gli stock ittici dai quali dipendono le comunità che vivono di pesca. Una significativa fonte di inquinamento è data dalle navi mercantili e dai relativi motori diesel, i quali alimentano il 99 % della flotta marittima mondiale. I progetto HERCULES-B (Higher-efficiency engine with ultra-low emissions for ships), finanziato dall’UE, ha sviluppato motori diesel per navi in grado di consumare il 10 % di carburante in meno e generare emissioni di inquinanti gassosi e di particolato ultra-basse. Costituendo la seconda fase di un precedente progetto finanziato dall’UE, HERCULES-B ha lavorato con due produttori europei di motori che insieme rappresentavano il 90 % del mercato globale. I partner del progetto hanno condotto diversi test a bordo adatti per turbocompressore a due stadi, utilizzando motori sia a due che a quattro tempi. L’innovativa tecnologia bi-stadio ha aumentato il rapporto di compressione e l’efficienza del turbocompressore, se paragonata a un turbocompressore a singolo stadio. Pressioni ed efficienze più elevate hanno portato a un aumento della densità di potenza del motore fino al 50 % e a emissioni di NOx inferiori. Altri importanti risultati includono lo sviluppo di coperture trasparenti per motori a due e quattro tempi per l’analisi sperimentale della combustione. Dotate di varie attrezzature di misura, le diverse sistemazioni hanno permesso ai partner del progetto di studiare lo spruzzo di combustibile nel cilindro, il flusso di gas, le proprietà della fiamma e la combustione. L’attrito tra la fascia elastica del pistone e la camicia del cilindro rappresenta una delle principali fonti di energia nei motori diesel a due tempi. I ricercatori hanno creato un banco di prova per l’attrito al fine di determinare con precisione le perdite di attrito e la resistenza all’usura sulle fasce elastiche del pistone e sui materiali della camicia relativa al cilindro. Il lavoro del progetto ha portato a nuovi design di fasce elastiche del pistone e cuscinetti a rulli cilindrici, i quali hanno offerto una riduzione del 25 % dell’attrito e il miglioramento delle proprietà di usura. Il progetto HERCULES-B ha sviluppato un prototipo di motore diesel marino in grado di ridurre le emissioni di gas e particolato, aumentando l’efficienza e l’affidabilità del motore e riducendo al tempo stesso i consumi di carburante, le emissioni di CO2 e i costi del ciclo di vita del motore. Le tecnologie sviluppate nell’ambito del progetto HERCULES-B porteranno a una nuova generazione di motori che rafforzerà la competitività industriale dell’Europa.
Parole chiave
Motore diesel, navi mercantili, HERCULES-B, turbocompressore a due stadi, motore a quattro tempi
