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Le
macchine del Titanic |
Dai
carbonili alle caldaie, dalle motrici alternative alla turbina, dai
condensatori alle pompe, dagli elettrogeni alla macchina del timone |
Fac
simile dell'articolo, pubblicato in 3 puntate, sulla rivista l'Hobby
della Scienza e della Tecnica - autore Cap. D.M. Duilio Curradi. Chi segue gli articoli che preparo per questa rivista, ricorderà, forse, il modello del Titanic, da me costruito, che descrissi nel quarto numero di questa rivista, al suo primo anno di vita (era la fine del 2006). Si tratta di un modello statico, in scala 1:100, caratterizzato dal fatto di avere i quattro ponti superiori arredati. Il modello è presente sul mio sito www.mitidelmare.it e lo si può visitare, internamente, attraverso numerose fotografie: dai lussuosi saloni di prima classe fino alla sala barbiere al ponte “C”. |
Prima parte - La descrizione generale e le caldaie |
La
turbina di bassa pressione muoveva l’elica centrale. In figura si vedono la sezione longitudinale e la vista in pianta della nave. Sono indicate le caldaie con i carbonili, le motrici alternative e la turbina di bassa pressione. |
Quando,
per un aumento eccessivo di pressione, la valvola si apre, la molla
viene compressa con conseguente aumento della resistenza. Per ovviare a
questo inconveniente la valvola è provvista di una falda sporgente che
favorisce una seconda spinta che si va a sommare a quella che ha
provocato l'apertura della valvola. Attenzione. Le valvole di sicurezza si aprono automaticamente. L'affermazione che vengono aperte dal personale di macchina è una delle tante bufale in libertà. |
Considerazioni
generali sulle caldaie a tubi di fiamma - Le
caldaie di questo tipo, molto in uso nei primi anni del XX secolo,
avevano un rendimento piuttosto basso, erano pesanti e richiedevano
un’accurata gestione dei forni. Il carbone doveva essere disteso sulle griglie in modo da bruciare con fiamma vivida e corta. Le griglie dovevano essere mantenute pulite e i forni dovevano essere governati a intervalli regolari. L’aria necessaria alla combustione entrava nel forno attraverso la porta del cenerario. A regime normale la pressione in caldaia doveva rimanere pressoché costante come costante doveva rimanere anche il livello dell’acqua che entrava in caldaia attraverso la valvola di alimento. In caso di emergenza, quando bisognava fermare rapidamente le macchine, ovvero intercettare l’arrivo del vapore alle motrici, la pressione in caldaia saliva bruscamente ed entravano in funzione le “valvole di sicurezza” che scaricavano il vapore in eccesso attraverso appositi tubi che, nel caso del Titanic, erano sistemati a Prvia e a Ppvia di ogni ciminiera. In questo frangente era necessario ridurre il più possibile la combustione chiudendo, innanzi tutto, le porte dei cenerari per ridurre il comburente. Se necessario si doveva procedere anche allo scarico parziale del carbone dai forni. L’acqua in caldaia, soprattutto per l’entrata in funzione delle valvole di sicurezza, scendeva di livello con il rischio di lasciare scoperte le parti superiori delle superfici riscaldanti. Era quindi necessario intervenire rapidamente sulla pompa di alimentazione per ripristinare i livelli corretti. Le caldaie di questo tipo sono state in seguito sostituite da quelle a tubi d'acqua. |
Considerazioni generali
sui combustibili solidi e sui carbonili - Il
carbone destinato all’impiego nelle caldaie marine deve avere una bassa
percentuale di sostanze volatili per evitare fiamme lunghe. Inoltre
bisogna preferire carboni che non diano luogo a miscele pericolose,
cosa più probabile in quelli da poco estratti dalle miniere. Il carbone è stivato, a bordo, in appositi carbonili posti in prossimità dei locali caldaie. In questi carbonili si possono verificare delle accensioni spontanee come, ad esempio, quando il carbonio fisso assorbe ossigeno dall’aria e la temperatura aumenta fino a produrre un inizio di combustione accidentale. Per questo motivo i carbonili vanno tenuti sotto controllo. Allo scopo ci sono dei tubi che penetrano all’interno del deposito e nei quali devono essere inseriti, frequentemente, termometri a sciabola per rilevare le temperature. Queste non devono mai superare gli 80-90°C. Devono essere adottate anche altre precauzioni che, però, non è il caso di citare in queste pagine. Nel caso in cui si manifestasse un principio di combustione, bisogna intervenire immediatamente. Bisogna introdurre, dal fondo del carbonile, del vapore o meglio, se disponibile, dell’anidride carbonica. Se, nonostante tutto, la combustione non cessa, bisogna procedere all’allagamento del carbonile, con acqua di mare, immettendola sempre dal fondo. Inserire acqua dalla parte superiore è praticamente inutile perché incontrerebbe troppa resistenza per scendere attraverso gli strati del combustibile che, tra l’altro, tende ad agglomerarsi sopra la zona della combustione. I fenomeni di autocombustione si sviluppano, di norma, negli strati inferiori del carbonile. I combustibili solidi sono stati in seguito sostituiti da quelli liquidi (nafta). Gira una teoria secondo la quale le lamiere della carena del Titanic, laddove hanno urtato l’iceberg, fossero state indebolite dall’incendio in un carbonile. Personalmente penso che gli Ufficiali di Macchina di quella nave siano intervenuti adeguatamente ma, molto più semplicemente, quali temperature avrebbero raggiunto le lamiere, comunque immerse nell’acqua, anche piuttosto fredda? Hai visto mai che potrebbe essere un’altra bufala? |
Seconda parte - Le motrici alternative e la turbina di bassa pressione |
Nel numero precedente di questa rivista
siamo scesi nei ponti inferiori del Titanic per visitare la sala
macchine. Abbiamo cominciato dai locali nei quali sono sistemate le ventinove caldaie a ritorno di fiamma. Abbiamo visto, nel dettaglio, come funzionano, come sono alimentate con il carbone e come questo sia conservato negli appositi carbonili. |
Quando
abbiamo parlato delle motrici alternative, abbiamo visto che il
diametro dei cilindri aumenta a mano a mano che il vapore diminuisce di
pressione e aumenta di volume. Dopo
i cilindri di bassa pressione il vapore ha un contenuto energetico
ancora importante che deve essere trasformato in lavoro utile. Per non
costruire cilindri “giganteschi” è stata adottata la soluzione di
inviare questo vapore in una turbina di bassa pressione. Questa turbina
riesce a sviluppare una potenza di 16.000 HP che trasmette all’elica
centrale. All’epoca le turbine non erano ancora molto perfezionate ma erano, comunque, già state utilizzate su transatlantici come il Mauretania e il Lusitania che erano più veloci dell’Olympic e del Titanic. Si trattava di turbine ad azione a basso regime di rotazione. La turbina installata sul Titanic era collegata direttamente all’asse dell’elica e girava a 165 RPM. |
Questa
turbina poteva ruotare solo a marcia avanti, quindi, come nel caso del
Titanic, l’elica centrale non poteva concorrere all’arresto della nave. Successivamente le turbine sono state dotate di corone anche per la marcia indietro (potete visitare il sito www,mitidelmare.it/propulsione_navale). A questo punto dovrei parlare dei condensatori, delle pompe di circolazione, delle pompe d’aria, dei generatori di corrente. Però ho raggiunto i limiti che la Rivista m’impone e così Vi aspetto al prossimo numero con la terza parte di questa visita. Abbiate pazienza. Il sistema è piuttosto complesso ed io cerco di descriverlo nel modo più semplice e chiaro per me possibile. Non dovete diventare Ufficiali di Macchina, però mi piacerebbe che la conoscenza di queste macchine servisse anche a comprendere e valutare quante strane storielle sono dette e scritte sul Titanic. Io penso che uno dei più grandi misteri da scoprire sul Titanic sia come ha fatto una nave, sicuramente sfortunata, a stimolare tante improbabili leggende. |
Terza parte - Dai condensatori alla macchina del timone |
Saliamo
di qualche ponte e dirigiamoci verso l’estrema poppa. Qui troviamo una macchina molto importante che, anche se un po’ “fuori mano”, richiede controlli accurati. Vi sto parlando della macchina del timone. La nave gira, o meglio “accosta”, grazie allo spostamento della pala del timone fissata al “Dritto di poppa” con cardini detti agugliotti e femminelle (tutte queste definizioni le trovate sul sito www.mitidelmare.it/Termini_marinareschi) L’asse del timone è fatto ruotare dalla “macchina del timone”. La figura a sinistra mostra la macchina del timone installata sul Titanic. Un grande settore dentato è saldamente collegato all’asse del timone. |
E qui abbiamo veramente terminato la
nostra visita, anche se ci siamo limitati ai componenti principali. La sala macchine di una nave è molto più complessa di come l’ho descritta in questi tre articoli. Una nave funziona, praticamente, come una città. Tutto deve essere perfettamente operativo nell’arco delle 24 ore e, sovente, in condizioni difficili. Pensate al mare grosso o alle temperature particolarmente elevate che si incontrano nei viaggi tropicali. In certe condizioni, ad esempio, le eliche possono tendere a uscire dall’acqua oppure la temperatura del mare è tanto alta da non riuscire a raffreddare a sufficienza. Anche quando la nave è ferma in porto tutto, a parte le motrici principali, deve continuare a funzionare. Pensate a tutte le pompe che assicurano la circolazione dell’acqua di lavanda e dell’acqua potabile, a quelle che alimentano i circuiti antincendio e la movimentazione dell’acqua di zavorra. Pensate ai frigoriferi per la conservazione dei cibi, all’aria condizionata, all’aria compressa. Se avete avuto la pazienza di seguirmi fin qui Vi ringrazio. Raccontare questa “visita” mi ha fatto ricordare i tempi in cui, giovane ufficiale di macchina, accompagnavo i passeggeri a visitare le sale macchine delle navi nelle quali sono stato imbarcato. |