Workboat

Il sistema SCR riduce gli NOx nei gas di scarico iniettando urea e facendo passare i gas attraverso un catalizzatore. È la tecnologia chiave utilizzata per soddisfare IMO Tier III.

Una soluzione SCR + DPF è indicata quando il progetto richiede la riduzione sia degli NOx sia del particolato. È frequente nei progetti Stage V, ULEV, soggetti a requisiti CARB o guidati da specifiche di gara, nei quali la riduzione della fuliggine fa parte dei requisiti.

Una contropressione più elevata aumenta il consumo di carburante e, con molte ore di esercizio, i costi aggiuntivi si accumulano rapidamente. Un sistema a bassa contropressione può quindi garantire risparmi significativi di carburante nel tempo.

La quantità di urea necessaria per la riduzione degli NOx è determinata principalmente dalla chimica della reazione. Tuttavia, un funzionamento SCR commutabile permette di evitare consumi non necessari al di fuori delle aree in cui il sistema deve essere attivo.

Il dosaggio assistito ad aria aiuta a mantenere libero l’iniettore quando l’urea non viene spruzzata. È particolarmente vantaggioso per i sistemi commutabili, perché riduce il rischio di ostruzioni dovute alla cristallizzazione dell’urea.

I dati principali sono la potenza del motore, la temperatura e la portata massica dei gas di scarico, i livelli emissivi di base, i limiti di contropressione, lo spazio disponibile e la normativa o il limite emissivo da rispettare.

I parametri del motore devono consentire il corretto svolgimento della reazione SCR. Temperature dei gas di scarico troppo basse possono impedire la corretta evaporazione dell’urea e il funzionamento del catalizzatore. Temperature troppo elevate possono invece accelerare l’invecchiamento del catalizzatore. Devono inoltre essere rispettati i limiti di contropressione.

Il fattore principale è la conformità normativa. Se un’imbarcazione, una piattaforma motore o un’area operativa deve rispettare IMO Tier III, Stage V, EPA Tier 4 o un’altra normativa sulle emissioni, può essere necessario un sistema di post-trattamento per raggiungere i valori richiesti.

IMO Tier III si concentra principalmente sulla riduzione degli NOx per le imbarcazioni che operano nelle NOx Emission Control Areas. Stage V si applica alla navigazione interna e alle applicazioni portuali e richiede generalmente la riduzione sia degli NOx sia del particolato, il che comporta normalmente l’impiego di SCR + DPF.

Sì. La maggior parte dei progetti Workboat si basa sull’SCR, perché la conformità a IMO Tier III riguarda principalmente la riduzione degli NOx. Il DPF viene aggiunto quando è richiesta anche la riduzione del particolato, ad esempio nei progetti Stage V, ULEV o sostenuti da programmi di incentivazione.

Attualmente il DPF è meno comune dell’SCR nelle applicazioni Workboat. Diventa rilevante quando il progetto va oltre IMO Tier III, quando si applica Stage V oppure quando una gara o un programma di incentivazione premia un’ulteriore riduzione della fuliggine e del particolato.

Se l’imbarcazione deve operare in modalità IMO Tier III, il sistema SCR deve essere attivato all’ingresso nella ECA. È inoltre necessario conservare registri che indichino quando il sistema è stato attivato e ne confermino il corretto funzionamento.

Un sistema SCR commutabile consente all’imbarcazione di operare in modalità conforme dove richiesto e di disattivare il sistema al di fuori della ECA, dove consentito. Ciò evita un consumo di urea non necessario e può ridurre anche il volume richiesto per il suo stoccaggio.

Hug Engineering può fornire le apparecchiature di post-trattamento necessarie per raggiungere i valori emissivi richiesti. La certificazione EPA Tier 4 è tuttavia gestita dal costruttore del motore. Il nostro ruolo è supportare la soluzione tecnica su cui si basa il pacchetto motore certificato.

I requisiti CARB possono essere più complessi perché possono richiedere livelli molto elevati di abbattimento delle emissioni e spesso coinvolgono sia SCR sia DPF. Ne deriva un pacchetto tecnico impegnativo, con requisiti stringenti in termini di integrazione, prestazioni e affidabilità.

Hug Engineering supporta navi offshore, rimorchiatori, draghe, navi per l’installazione di turbine eoliche, traghetti, imbarcazioni per la navigazione interna, mezzi portuali e applicazioni della marina mercantile – in pratica, qualsiasi applicazione con motori di potenza superiore a 300 kW.

La maggior parte dei progetti Workboat riguarda nuove costruzioni, perché l’imbarcazione viene progettata fin dall’inizio in funzione della normativa applicabile. I retrofit vengono comunque realizzati, ma solitamente solo in presenza di una forte motivazione commerciale, come requisiti di gara, incentivi o un cambiamento dell’area operativa.

La sfida principale è lo spazio. Le imbarcazioni meno recenti spesso non sono state progettate tenendo conto dei sistemi SCR o DPF. La soluzione deve quindi essere adattata allo spazio disponibile senza compromettere l’accessibilità per la manutenzione, la contropressione o la sicurezza.

Hug Engineering può adattare la forma, l’orientamento e la disposizione del reattore, del tubo di miscelazione e del silenziatore. In alcuni casi, l’integrazione del silenziatore nel concetto SCR può ridurre la lunghezza complessiva del sistema e semplificare l’installazione.

Ogni imbarcazione da lavoro necessita comunque di un efficace controllo del rumore e del calore. Integrare il silenziamento nel layout del sistema di controllo delle emissioni può far risparmiare spazio, ridurre il numero di componenti e semplificare il sistema di scarico.

La preparazione. Un progetto lineare parte da dati del motore accurati, obiettivi emissivi chiari, misurazioni precise degli spazi e una corretta pianificazione degli accessi per la manutenzione e dello stoccaggio dell’urea. Anche le interfacce elettriche devono essere definite prima dell’inizio della produzione e dell’installazione.

Le imbarcazioni da lavoro generano ricavi quando sono operative. Se l’installazione viene pianificata durante una sosta in bacino, la finestra disponibile può essere di poche settimane. Definire correttamente il sistema fin dall’inizio aiuta a evitare ritardi, costi aggiuntivi e ulteriori fermi dell’imbarcazione.

Le imbarcazioni da lavoro operano per molte ore, quindi i costi operativi sono determinanti. Un sistema meno costoso, ma caratterizzato da maggiore contropressione, più fermi o intervalli di manutenzione più brevi, può diventare molto più caro durante la vita utile dell’imbarcazione.

Affidabilità significa che il sistema mantiene le prestazioni per molte ore di funzionamento, garantisce la conformità, evita fermi non necessari e può essere sottoposto a manutenzione durante gli intervalli di service o le soste in bacino già pianificati.

Hug Engineering non applica un unico intervallo di manutenzione standard. L’intervallo viene definito insieme al cliente e dipende dall’imbarcazione, dal motore, dal profilo operativo e dal layout del sistema. Sistemi di maggiori dimensioni possono consentire intervalli molto più lunghi – in alcuni casi fino a circa 20.000 ore di funzionamento – e sono normalmente progettati per allinearsi al piano di manutenzione del motore.

La documentazione necessaria dipende dalla normativa e dal percorso di certificazione. Nei progetti certificati, le società di classificazione o gli organismi di certificazione possono richiedere documentazione tecnica, prove delle prestazioni e risultati dei test. In altri progetti, i dati operativi possono essere utilizzati per dimostrare la conformità.

Sì. Hug Engineering supporta progetti Workboat grazie all’esperienza internazionale nell’assistenza e a una rete globale di supporto, aiutando i clienti a mantenere le prestazioni del sistema anche dopo la messa in servizio.

È probabile che in futuro le emissioni di fuliggine e particolato ricevano maggiore attenzione. Se saranno regolamentate più rigorosamente o maggiormente premiate nelle gare, le soluzioni SCR + DPF potrebbero diventare più comuni.

Sì. In alcuni mercati e tipologie di progetto, soprattutto nell’eolico offshore, nel dragaggio e nei lavori infrastrutturali, le imbarcazioni più pulite possono ottenere punteggi ambientali migliori o una posizione più forte nelle gare.

Sì. Hug ha esperienza nelle applicazioni con combustibili alternativi, inclusi progetti legati al metanolo, e continua a collaborare con i costruttori di motori parallelamente allo sviluppo dei futuri combustibili navali.

Hug Engineering combina tecnologie per il controllo delle emissioni, competenze nelle applicazioni marine, esperienza nella certificazione, integrazione compatta, progettazione a bassa contropressione e assistenza. Il risultato non è un semplice componente, ma un sistema progettato per la reale vita operativa dell’imbarcazione.