In mare con Seakeeper

Potenza e yacht a motore

Stanco di perdere il pranzo nelle canalette? Aggiungi un girostabilizzatore e mantieni la stabilità.

di Mike Smith

Vorrei avere un dollaro per ogni ora che ho trascorso come capitano pagato a guardare i fondi rivolti verso l'alto dei miei ospiti - e occasionalmente dell'equipaggio - piegati sulla ringhiera a vomitare, grazie a un mare tutt'altro che calmo. Probabilmente non avrei abbastanza soldi per comprare uno stabilizzatore giroscopico Seakeeper, ma sarei sulla buona strada. E sarei felice di aggiungere il resto dal mio fondo pensione se questo significasse non dover affrontare i risultati del mal di mare. (Non tutti riescono ad arrivare alla ringhiera.) Un giroscopio può ridurre il rollio fino al 90%, rendendo così la navigazione divertente per circa il 90% in più di persone e il 100% in più di capitani. Ma cosa comporta l'installazione e la manutenzione di un Seakeeper? Ecco una breve introduzione.

Nozioni di base sui giroscopi
Chiunque abbia familiarità con le imbarcazioni a motore conosce gli stabilizzatori a pinna, appendici simili a timoni poste su entrambi i lati della chiglia che contrastano il rollio deviando l'acqua che scorre sulla loro superficie durante la navigazione. Alcune pinne stabilizzano anche all'ancora, con un movimento simile alla "pagaiata". Esistono anche modelli senza pinne che utilizzano principi diversi per garantire la stabilità a riposo. Tutti prevedono appendici esterne che sono soggette a danni, incrostazioni e così via. Gli stabilizzatori giroscopici, invece, non si bagnano mai e non hanno parti che sporgono dal fondo dell'imbarcazione. Infatti, non interagiscono in alcun modo con l'acqua.

Diverse aziende producono giroscopi per yacht e piccole imbarcazioni commerciali. VEEM (http://veemgyro.com) e Tohmei (http://antirollinggyro.com) sono due dei principali produttori. I giroscopi a controllo attivo VEEM sono destinati a imbarcazioni di lunghezza pari o superiore a 75 piedi; sono ideali per i megayacht, ma non per le imbarcazioni di proprietà della maggior parte delle persone. I giroscopi Tohmei utilizzano un sistema passivo progettato da Mitsubishi e sviluppato per i satelliti; un giroscopio passivo funziona senza controllo esterno, ad eccezione del motore che lo fa ruotare, lasciando che sia la fisica a fare il lavoro. I sostenitori dei giroscopi a controllo passivo ne lodano la semplicità e la quasi totale assenza di manutenzione; i critici sottolineano la loro tendenza a essere inefficaci in condizioni di tempo calmo e troppo esuberanti in condizioni di mare mosso, sottoponendo i loro supporti a uno sforzo eccessivo fino a doverli spegnere prima che causino danni. Uno stabilizzatore che non può funzionare in condizioni difficili? Direi che vanifica lo scopo.

Il produttore di giroscopi più in voga al momento è Seakeeper (seakeeper.com), con una gamma di modelli a controllo attivo adatti a imbarcazioni commerciali e da diporto di dimensioni minime pari a 30 piedi. Con il controllo attivo, la velocità e l'angolo di precessione giroscopica (la tendenza di un giroscopio a reagire a una forza applicata ad angolo retto rispetto a tale forza) sono controllati da pistoni idraulici, a loro volta controllati da sofisticati sensori. Il controllo attivo rende il giroscopio più efficiente ed efficace in una più ampia gamma di condizioni, compresi mari molto calmi e molto agitati, senza l'intervento dell'operatore: tutto è gestito da un computer. La tecnologia attiva comporta anche maggiori costi, complessità e manutenzione, ma si tratta di compromessi che i costruttori di yacht di alto livello accettano. Molti ora offrono Seakeeper come optional e alcuni, tra cui MJM Yachts, lo includono come dotazione standard.

Come una roccia nell'acqua
Bob Johnstone lavora nel settore nautico da molto tempo, quindi se dice che qualcosa vale la pena di essere acquistato, molto probabilmente è vero. E Johnstone, presidente di MJM Yachts (mjmyachts.com), non si limita a parlare degli stabilizzatori giroscopici Seakeeper: è uno dei loro più grandi sostenitori. "È l'innovazione più importante nel settore delle imbarcazioni a motore degli ultimi 10 anni", ha affermato Johnstone. "È come una roccia nell'acqua. Le onde cercano di strappare lo scafo dalla roccia, ma non ci riescono". Johnstone sostiene che Seakeeper riduce il rollio di oltre il 90%. Lo include di serie sul suo MJM 50z e come optional su altri modelli. "Non vorresti mai comprare una barca senza", ha affermato.

Non tutti possono acquistare una nuova imbarcazione, quindi perché non installare un Seakeeper? Johnstone afferma che il giroscopio deve essere montato su una struttura "abbastanza solida". MJM installa dei longheroni per accogliere il Seakeeper, ma molte imbarcazioni necessitano di un supporto aggiuntivo, aumentando la complessità e il costo dell'intervento. Anche il posizionamento è un problema: un Seakeeper è pesante, con modelli che vanno da 550 a quasi 4.000 libbre, più il peso aggiuntivo della struttura supplementare e delle attrezzature ausiliarie. Dal punto di vista funzionale, non è necessario montarlo sulla linea centrale, ma il peso concentrato sulla linea centrale è un fattore importante per mantenere una corretta assetto, ha affermato Johnstone.

Nella maggior parte dei casi di retrofit, il Seakeeper può essere fissato alle travi esistenti, ha affermato Brook Stevens, responsabile vendite regionale dell'azienda. A volte le travi devono essere rinforzate per ottenere la giusta campata per i supporti; questo viene valutato caso per caso, ha affermato. Una volta costruita la struttura di supporto, il Seakeeper, con un rotore che si trova in una sfera sigillata sottovuoto che ruota avanti e indietro, sostenuto da una robusta gabbia in acciaio che contiene anche i cilindri idraulici di controllo attivo, può essere fissato tramite piastre metalliche incollate all'interno del longherone e filettate per ricevere i bulloni di montaggio o tramite selle filettate che si adattano ai longheroni e sono incollate in posizione con Plexus o un altro adesivo high-tech. Ogni installazione Seakeeper è un lavoro personalizzato che deve essere eseguito da tecnici autorizzati, ha affermato Stevens. Quando si pianifica una ristrutturazione, è necessario contattare prima l'azienda, ha aggiunto. Gli ingegneri dell'azienda possono fornire consigli e un elenco di installatori certificati. "Cerchiamo di essere coinvolti in ogni progetto", ha affermato Stevens.

Non tutti i Seakeeper devono essere installati nella sentina. Il modello più piccolo, il Seakeeper 3, può essere letteralmente incollato sul ponte. Progettato per imbarcazioni da 30 a 39 piedi e ideale per console centrali che trascorrono molto tempo a navigare a bassa velocità in mare aperto, il modello 3 può essere montato in una scatola che sostituisce il leaning post esistente dell'imbarcazione. La scatola viene incollata al pavimento del pozzetto; il Seakeeper viene inserito all'interno e i sedili, lo schienale e gli altri accessori del leaning post vengono montati sopra. Nautical Design (nauticaldesigninc.com) di Harmony, in Pennsylvania, è uno dei fornitori di leaning post personalizzati per coprire il Seakeeper 3.

Il Seakeeper 3 è anche l'unico modello che funziona con alimentazione a 12 volt anziché con corrente alternata. Assorbe 900 watt all'avvio, un po' meno durante il funzionamento, quindi non è necessario alcun generatore. Tuttavia, la maggior parte delle imbarcazioni trarrà vantaggio da una batteria supplementare. Gli altri modelli Seakeeper richiedono almeno 120 volt di corrente alternata, il che significa che il generatore funziona ogni volta che il Seakeeper è in funzione. La maggior parte delle persone tiene comunque il generatore sempre acceso. In banchina, dove il Seakeeper rende le feste molto più confortevoli quando arrivano le onde provocate dalle imbarcazioni, è sufficiente l'alimentazione da terra.

Manutenzione? Non potrebbe essere più facile

Il programma di manutenzione del Seakeeper è estremamente semplice, come tutto ciò che riguarda le imbarcazioni moderne. In sostanza, è sufficiente eseguire un'ispezione dei sistemi di raffreddamento, idraulico ed elettrico ogni anno (o ogni 1.000 ore di funzionamento, a seconda di quale delle due condizioni si verifica per prima). I sistemi idraulico e di raffreddamento del Seakeeper 3 devono essere lavati con la stessa frequenza, mentre i modelli più grandi richiedono una manutenzione approfondita ogni 2.000 ore. I programmi di manutenzione dettagliati sono inclusi nei manuali dell'operatore disponibili per il download sul sito web dell'azienda. I manuali forniscono anche istruzioni su come utilizzare il Seakeeper; vale la pena leggerli prima di iniziare una conversione.

Ogni Seakeeper include una pompa dell'acqua grezza per raffreddare il suo scambiatore di calore, che a sua volta raffredda l'olio idraulico dell'unità, quindi la pompa deve essere controllata come qualsiasi altra pompa dell'acqua. I cilindri idraulici che controllano il rotore si muovono quasi costantemente, generando molto calore, quindi è importante mantenere il sistema di raffreddamento in perfette condizioni. Si consiglia inoltre di controllare e sostituire frequentemente gli anodi di zinco. Se dell'acqua salata dovesse finire sulla superficie esterna del Seakeeper, è importante pulirla immediatamente con acqua e sapone per prevenire la corrosione.

Seakeeper copre i suoi giroscopi ricreativi con una garanzia di due anni/2.000 ore che decorre dal momento in cui lo stabilizzatore è stato messo in servizio, oppure tre anni dal momento della spedizione dalla fabbrica. La maggior parte degli utenti opterà per i due anni, a meno che non facciano molte crociere. Dubito che Seakeeper rimarrà in negozio per un anno. Si tratta di articoli costosi, con prezzi che partono da 26.900 dollari per il modello più piccolo e arrivano fino a 210.000 dollari, più l'installazione, quindi immagino che la maggior parte verrà ordinata una volta che ci sarà un acquirente in attesa. Ma vale la pena chiarire la questione se si acquista un Seakeeper "pronto all'uso".

Se siete stanchi quanto me di guardare i fondoschiena capovolti mentre i vostri ospiti afflitti dal mal di mare ispezionano la linea di galleggiamento, pensate di vendere alcune azioni e di installare un Seakeeper. Se lo farete, alcune persone potrebbero tornare per una seconda crociera. La clausola triennale avrà un impatto su molti proprietari, dato che quanti installatori

Come funzionano i giroscopi
Mentre scrivevo questo articolo, diverse persone mi hanno chiesto se l'installazione di un Seakeeper avrebbe influito sulla manovrabilità impedendo alla barca di sbandare in virata (o fuori virata, per alcuni scafi a dislocamento). E se sì, in che modo avrebbe influito sulla manovrabilità dell'imbarcazione? È curioso che nessuno abbia posto la stessa domanda riguardo agli stabilizzatori a pinna, che anch'essi rilevano l'inclinazione e regolano le pinne di conseguenza. Ma forse è perché gli stabilizzatori giroscopici hanno quell'aria "high tech".

Ho chiesto a Bob Johnstone della MJM Yachts, che ha trascorso molto tempo navigando con Seakeeper. Mi ha risposto che non ha alcun effetto. Ho quindi chiesto agli ingegneri della Seakeeper, che mi hanno risposto: "Dopo aver condotto test approfonditi su un'ampia gamma di imbarcazioni, abbiamo scoperto che Seakeeper non ha alcun effetto misurabile sulle virate brusche o sul governo dell'imbarcazione durante la navigazione. La spiegazione semplificata di questo fenomeno è che, sebbene Seakeeper cerchi momentaneamente di resistere al movimento, l'imbarcazione lo supera facilmente e la sfera raggiunge rapidamente i suoi finecorsa, momento in cui non produce più coppia. La sfera rimarrà sui suoi finecorsa fino a quando l'imbarcazione non uscirà dalla virata".

La frase chiave qui è "sulle sue fermate". Il Seakeeper reagisce allo stesso modo dei giroscopi giocattolo con cui tutti ci divertivamo da bambini. Quando un giroscopio, sia esso in equilibrio su una corda tenuta da un bambino di 10 anni o montato su una sfera cardanica su una barca, subisce l'azione di una forza laterale, reagisce muovendosi, o "precessando", ad angolo retto rispetto alla direzione di tale forza. (Se volete sapere esattamente perché, cercate su Google. È tutta una questione di coppia angolare). La precessione crea una forza contraria immediata, ad angolo retto rispetto alla precessione e nella direzione opposta alla forza originale, che ripristina l'equilibrio. Quando la precessione si ferma, anche la forza contraria si ferma.

Il giroscopio Seakeeper è un rotore pesante che ruota rapidamente all'interno di un supporto che può inclinarsi solo in avanti o indietro, in quello che gli ingegneri chiamano "piano di beccheggio". È fissato sul piano trasversale. Quando l'imbarcazione rolla, Seakeeper rileva il rollio come una forza laterale e il rotore precessa istantaneamente ad angolo retto rispetto ad essa, in avanti o indietro, a seconda della direzione del rollio. Questo crea una forza contraria che smorza il rollio. L'intensità della forza contraria dipende dalla velocità di precessione. In condizioni normali di rollio in mare, l'imbarcazione si inclina da un lato, poi dall'altro, e il giroscopio risponde di conseguenza, precessando in un senso e nell'altro, senza mai raggiungere i limiti massimi.

Ma basta girare il timone e la barca si inclina e rimane ferma; il giroscopio precessa e raggiunge rapidamente il limite della sua portata, con la forza di sbandamento che continua ad agire su di esso. Quando si ferma, anche la sua forza contraria si ferma, e così anche la stabilizzazione. Senza precessione, non viene generata alcuna forza opposta. Dopo un istante di resistenza minima, la barca sterza e si inclina normalmente, con il rotore completamente in avanti o indietro. Quando la barca si livella, il rotore torna al normale funzionamento. Se così non fosse, il Seakeeper potrebbe fungere anche da flap, compensando automaticamente qualsiasi inclinazione causata dal vento, da un assetto scorretto, dalla zia Sally seduta sulla murata e così via.

La precessione avviene spontaneamente – è una legge della fisica – ma in uno stabilizzatore giroscopico a controllo attivo come il Seakeeper, i cilindri idraulici controllano la velocità di precessione e l'ampiezza dell'oscillazione di precessione, limitandola a valori ottimali. Se lasciato a se stesso, in determinate condizioni, come in caso di mare mosso, il rollio drastico dell'imbarcazione potrebbe, in teoria, causare una precessione troppo rapida del giroscopio e sviluppare una coppia contraria troppo grande per essere gestita dalla struttura di montaggio. Anche in questo caso, questo è l'argomento contro gli stabilizzatori giroscopici passivi. I giroscopi funzionano meglio quando sono sotto controllo.