Progettare un impianto elettrico all’interno di una nave non è impresa da poco, servono sicuramente un’esperienza consolidata, una scelta dei componenti adeguata e l’affidabilità dell’impianto che deve garantire la continuità dell’alimentazione per le apparecchiature elettriche, se non altro per quelle di base che occorrono per il mantenimento in sicurezza della nave.
Le criticità di un impianto elettrico a bordo
Ciò che complica la realizzazione di un impianto elettrico su una nave, sono in primis le caratteristiche della nave stessa. Innanzitutto si tratta di un sistema isolato, quindi in caso si interrompa l’alimentazione non si può far affidamento su altre reti di supporto e soprattutto quando i grossi motori dai quali la rete dipende si avviano creano tali fluttuazioni di tensione da rendere vulnerabile l’intero sistema.
Inoltre lo spazio all’interno di una nave è ridotto e il peso di tutte le apparecchiature che lo comporranno non può superare un certo valore.
Anche le condizioni ambientali e atmosferiche non giocano in favore del delicato materiale elettrico con l’umidità costante e temperature molto alte o molto basse, a seconda della stagione, alle quali è soggetto. Infine la nave è un mezzo mobile, il cui movimento inevitabilmente sottopone l’impianto a forti sollecitazioni e vibrazioni. Per tutte queste motivazioni l’impianto elettrico a bordo deve essere realizzato ad arte.
Le caratteristiche che deve possedere un impianto elettrico a bordo
Per far fronte alle problematiche prima elencate, un efficiente impianto elettrico deve necessariamente possedere caratteristiche peculiari che lo rendano stabile e sicuro anche nelle situazioni più estreme e difficili.
Il peso e l’ingombro delle apparecchiature deve essere reso al minimo ed è molto importante che si adatti alle forme della nave stessa. Le fasi di smontaggio e manutenzione devono risultare semplici e consentire un’adeguata manovrabilità. Naturalmente ogni componente deve possedere un alto grado di resistenza alla corrosiva e deleteria azione dell’aria di mare e dell’acqua salata e ridurre al minimo i rischi di incendi a bordo. Il materiale utilizzato nella realizzazione di un impianto deve essere perciò robusto e adatto alle particolari condizioni nelle quali naviga una nave, oltre alla scelta adeguata dei componenti, bisogna poi adattare determinate soluzioni impiantistiche per garantire continuità di alimentazione.
Un impianto elettrico è indispensabile a bordo di una nave poiché da esso dipendono non soltanto il comfort dei passeggeri, ma anche e soprattutto la sicurezza e la navigazione del mezzo. Esso alimenta tutte le apparecchiature di vitale importanza come radar, ecoscandaglio, bussola, sonar più tutti gli impianti, da quello di illuminazione a quello di condizionamento e di svago per le navi adibite al trasporto di passeggeri.
L’impianto è suddiviso in 3 sezioni fondamentali: l’impianto principale, quelli speciali e i circuiti ausiliari.
Prima di tutto è necessario stabilire l’entità della potenza elettrica di cui la nave avrà bisogno, questo dato non è altro che l’intera potenza richiesta dalla somma di tutti gli impianti elettrici da calcolare in tutti i possibili assetti della nave: in navigazione, in sosta e così via. Tale potenza naturalmente deve garantire il funzionamento simultaneo di tutti i carichi anche nelle condizioni più svantaggiose e gravose; anche nella sfortunata e remota ipotesi che si perda un alternatore.
La scelta della grandezza e del numero complessivo dei gruppi Diesel va fatta perciò in relazione a tutte queste condizioni previste. Definito il valore della potenza totale di bordo è necessario e conseguente determinare un secondo parametro, quello della tensione della rete. Naturalmente man mano che si aumenta la potenza elettrica di un impianto è inevitabile aumentare anche la tensione d’esercizio.
Sempre in fase di progettazione è importante compilare un elenco minuzioso di tutte le utenze di bordo e indicare, per ciascuna utenza, il numero di macchine che le utilizzano e la potenza assorbita. Dopodochè saranno suddivise secondo i diversi esercizi di pertinenza, quali sicurezza (navigazione, emergenza, stabilizzazione, incendio, radio), coperta (timone, tonneggi, argani), carico (montacarichi, caldaie e frigoriferi), condizionamento (caldaie, frigoriferi, condizionatori), cucina (bar e frigoriferi), luce (interna, esterna, normale, di emergenza) e così via.
Compilato questo elenco è possibile perciò definire, per ogni singolo esercizio, la potenza consumata anche secondo le diverse ore del giorno ed avere un quadro completo e preciso del cosiddetto bilancio elettrico.
I registri navali, che certificano che la nave sia stata costruita secondo i giusti criteri e nel rispetto dei regolamenti previsti, richiedono la presenza di una fonte di energia autonoma rispetto a quella principale che funge da centrale di emergenza in caso di necessità e che sia capace di funzionare anche se la rete principale non fornisce energia.
Diversità di progettazione tra in impianto terrestre e di bordo
Ciò che comunque risulta fondamentale nella realizzazione di un impianto elettrico destinato a uso navale è che la progettazione deve seguire le tecniche specifiche di questo caso, senza cercare di adattare quelle terrestri alla nautica, poiché le due dimensioni presentano diversità rilevanti.
Banali guasti di reti elettriche terrestri possono causare danni pericolosi su una nave. Per garantire il massimo della sicurezza è indispensabile utilizzare cavi atossici, predisporre un adeguato sistema antincendio, duplicare la linea d’alimentazione e prendersi cura di moltissime altre accortezze che in un normale impianto terrestre, privo delle condizioni estreme nelle quali lavorano i generatori di una nave, non sarebbe necessario.
Il grande sviluppo degli apparati elettronici ha fatto sì che l’uso dell’energia elettrica abbia raggiunto valori sempre più importanti e rilevanti, a questi bisogna assolutamente adeguarsi per la realizzazione di un impianto che garantisca stabilità e soprattutto sicurezza.