A Venezia la tecnologia di Siemens inaugura l’era del battello elettrico e apre prospettive per la mobilità sostenibile impensabili fino a dieci anni fa ♦ di Marco dé Francesco
Sono molte, ormai, le città europee con significative esperienze di mobilità sostenibile: a Malmö, a Oslo, a Helsinki, a Copenaghen e a Ginevra i motori non rombano più come un tempo. I limiti di velocità nei quartieri residenziali vanno dai 20 ai 30 km/h, i semafori danno la preferenza ai pedoni, si realizzano piste ciclabili e cinture verdi percorribili dalle sole bici, si diffonde il bike-sharing, si inaugurano linee della metropolitana e si fanno sconti fiscali a chi acquista un’auto elettrica. Le flotte municipali di trasporto pubblico sono in genere a bassa emissione. Ovunque le tecnologie innovative sono state poste al servizio della salvaguardia ambientale e della vivibilità delle città.
A ogni città il suo mezzo di trasporto eco compatibile
Per le città d’acqua la mobilità sostenibile, tendente a diminuire l’impatto ambientale, sociale ed economico generato dalla circolazione di mezzi pubblici e privati, ha le sue proprie declinazioni. Soprattutto là dove, come a Venezia, un ecosistema già fragile viene sottoposto quotidianamente a stress. Per questo ha suscitato interesse l’esperimento di Scossa, un’imbarcazione costruita per Alilaguna S.p.a. dai Cantieri Vizianello, ma con l’apporto decisivo di Siemens Italia – Divisione Process Industries & Drives, Segment Marine. A guardar bene, ci sono pochi esempi di riferimento, a livello globale, di tentativi di percorsi sostenibili per l’ambiente acquatico; quello più noto riguarda ancora la Siemens, che in Norvegia ha dato vita ad Ampère, il traghetto elettrico al 100%. Ma restiamo In Laguna, e torniamo a Scossa.
A Venezia c è Scossa
Di che si tratta? In sintesi, di una imbarcazione spinta da un motore elettrico principale alimentato da una serie di batterie operative lungo il tragitto di trasporto pubblico locale nel centro di Venezia (la linea Arancio di Alilaguna percorre il Canal Grande), nonché servite da un generatore durante il tragitto esterno alla città storica. Ma, per capire, è meglio guardare le cose nel dettaglio. «La barca – afferma Giuliano Busetto, che guida le Divisioni industriali di Siemens Italia – non era stata pensata per questa innovazione, che alla fine realizza gli obiettivi della mobilità sostenibile: riduzione di consumo di carburante; una significativa diminuzione dell’inquinamento acustico e di emissioni in atmosfera; e la silenziosità di marcia durante la navigazione.
Come elettrizzare l’imbarcazione
C’è stato quindi un grande lavoro di adattamento da parte nostra, – spiega Busetto – per riuscire ad inserire tutti gli elementi del sistema – generatore, inverter, batterie, altro inverter, motore elettrico e sistema di controllo – nei limitati spazi del mezzo. Si sono reperiti volumi liberi sotto i sedili, o nella stiva. Una attività impegnativa. Attualmente, l’imbarcazione è lunga (fuori tutto) 14,99 metri; e 13,71 metri al galleggiamento. Quanto alla larghezza, è pari a 3,21 metri; 2,92 al galleggiamento. L’altezza di costruzione è 1,58 metri; mentre l’immersione non supera gli 0,64 metri».
Scossa pesa solo 11,84 tonnellate; e grazie a un generatore Siemens da 180 kw (241 hp a 3mila giri al minuto) e ad un motore elettrico Siemens di pari potenza, può sfrecciare, propulsa da un’elica Radice a passo fisso e del diametro di 720 mm, alla velocità massima di 30 km/h, che è poi pari a 16,2 nodi. Disloca 9,4 tonnellate. Dispone di un solo posto di equipaggio, ma può portare 39 passeggeri.
Ottimizzato il funzionamento del motore
Il generatore è particolare. «È una macchina sincrona con magneti permanenti a corrente alternata, destinata però a un convertitore che la trasforma in corrente continua – afferma Saverio Mottana, direttore vendite del settore navale di Siemens Italia -; in pratica, noi generiamo a frequenza variabile, e ciò non è un vezzo. Si tratta di adeguare la potenza generata al carico di lavoro. Se ho bisogno di andare a passo d’uomo, come in manovra, non mi conviene tenere i 3mila giri. Pertanto, variamo la velocità del diesel e la frequenza dell’alternatore. Così, si riesce ad ottimizzare il funzionamento del motore».
L’ibrido per l’acqua
Si è detto che Scossa è spinta da un motore elettrico alimentato da batterie dimensionate per operare nel centro storico, ma strutturate per essere ricaricate da un generatore in piena Laguna; in questo secondo segmento l’imbarcazione passerà da una condizione “full electric” ad una condizione “ibrida”. «Nella tratta dall’aeroporto sino a Cannaregio – continua Mottana – è attivo il generatore. È servito da un motore endotermico diesel Sisu 74 Ctim che sviluppa 235kW a 2200 giri (pari a 320 cavalli). Il serbatoio, collocato a poppa, ha una riserva di 600 litri di carburante.
In laguna aperta, l’imbarcazione può raggiungere la massima velocità; ma tutta l’energia non necessaria al moto sarà immagazzinata nelle batterie. Il fatto è che il motore è scollegato dalla linea d’asse e viene sfruttato per la generazione di energia in accoppiamento con una macchina Siemens del tutto identica al motore di propulsione. Naturalmente, nel tragitto di trasporto pubblico locale nel centro storico e in configurazione “full electric”, la velocità del mezzo sarà limitata a 5/7 km/h». Tra i canali, cioè, la barca è silenziosa e produce un moto ondoso assai limitato.
«Adoperando il diesel come generatore elettrico, scollegato dall’elica, – chiarisce Mottana – si assiste ad un risparmio considerevole. Se infatti il motore fosse direttamente accoppiato all’elica, di fatto lavorerebbe con un carico e quindi con una efficienza molto minore. Stimiamo il minor consumo nell’ordine del 20%». E le batterie? «In realtà – continua Mottana – utilizziamo modelli già sul mercato, quelli utilizzati dai bus elettrici, certificati per uso navale. Per l’esattezza, si tratta di 32 batterie Valence XP18 da 19.2 V ciascuna – tutte disposte in serie per raggiungere una tensione totale di 614.4 V. Danno ampi margini di sicurezza.
Un ‘operazione impossibile solo dieci anni fa
E l’affidabilità è importante, visto che c’è di mezzo il servizio pubblico. Comunque, nel settore le innovazioni sono all’ordine del giorno. Quelle montate su Scossa occupano uno spazio pari a circa mezzo metro cubo, e pesano 500 kg. Dieci anni fa tutta l’operazione sarebbe stata impossibile, perché le batterie avrebbero occupato 4,5 metri cubi e pesato 4,5 tonnellate. Un altro ordine di grandezza, come si capisce, da quando il litio ha sostituito il piombo».
Quanto al motore elettrico, la velocità massima di rotazione è limitata elettronicamente a 2.700 giri. È collegato a un riduttore-invertitore ZF sulla linea d’asse grazie a un giunto elastico. L’albero portaelica di circa 3 metri e diametro di 70 mm attraversa il pressatrecce e l’astuccio, immergendosi direttamente in acqua. In prossimità dell’elica si trova un supporto dell’asse con relativa boccola. Considerati il numero di giri del motore elettrico e il rapporto di riduzione di 1.962, si ottiene un numero di giri dell’elica di 1.376 circa.
Otto corse al giorno, dieci in estate
La Siemens ha predisposto anche il sistema di controllo. «La centralina – afferma Mottana – gestisce il motore diesel, conoscendo il fabbisogno istantaneo di potenza in rapporto alle circostanze, e quanta energia può essere convogliata per caricare le batterie, di cui controlla ogni parametro». La barca è destinata a fare otto corse al giorno, che diventeranno 10 nei mesi estivi. Il tragitto completo di andata e ritorno dall’aeroporto a San Marco durerà circa due ore. Il prototipo è stato presentato in occasione di un viaggio inaugurale da Ca’ Farsetti a San Marco, nel dicembre 2016. Erano presenti il sindaco di Venezia, Luigi Brugnaro, il presidente di Alilaguna, Luigi Brugnaro, Giuliano Busetto e Moreno Vizianello, AD di Cantieri Vizianello.
Si moltiplicheranno le “Scosse” nel futuro?
«Scossa – afferma Busetto – ha dimostrato che iniziative di questo genere possono essere coronate da successo anche in una città particolare come Venezia. A Venezia, per esempio, al di là dell’imbarcazione Alilaguna, anche il trasporto rifiuti e il taxi potrebbero essere equipaggiati con un sistema elettrico/ibrido. Il sindaco, peraltro, si è dimostrato molto sensibile alla tematica ambientale. Va detto, infine, che il considerevole e continuo progresso in tema di batterie, sempre più economiche ed efficienti, potrebbe rendere la mobilità sostenibile in Laguna ancora più conveniente. Perciò, vale la pena tirare dritto lungo la strada intrapresa, senza fermarsi».
