L’eolico è una risorsa sottoutilizzata che ha il potenziale per indirizzare il settore navale, notoriamente sporco, verso un futuro più verde.
Gli abitanti delle Isole Marshall – una catena di atolli corallini nel centro dell’Oceano Pacifico – si affidano al trasporto marittimo per quasi tutto: per spostare le persone da un’isola all’altra, per importare beni di prima necessità da nazioni lontane e per esportare i prodotti locali. Per millenni hanno navigato per lo più con le canoe, ma oggi gran parte dei loro spostamenti marittimi avviene con grandi e ingombranti navi da carico alimentate a diesel, che inquinano pesantemente.
Non sono soli, ovviamente. Il trasporto merci è responsabile di circa il 3% delle emissioni annue di gas serra nel mondo e, al ritmo di crescita attuale, il settore globale potrebbe rappresentare il 10% delle emissioni entro il 2050.
Il trasporto marittimo delle Marshall rappresenta solo una goccia nell’oceano dell’inquinamento globale da gas serra; i Paesi più grandi e industrialmente sviluppati sono responsabili di molto di più. Ma le isole hanno subito in modo sproporzionato le conseguenze dei cambiamenti climatici causati dall’uomo: riscaldamento delle acque, fenomeni meteorologici estremi più frequenti e innalzamento del livello del mare.
Tutto questo ha creato un senso di urgenza per persone come Alson Kelen, che vive e lavora a Majuro, la capitale dell’isola. È il fondatore di Waan Aelõñ, un’organizzazione di canoisti marshallesi che si occupa di mantenere vive le antiche tradizioni marittime della regione, più sostenibili dal punto di vista ambientale. In questo modo, spera di aiutare la sua nazione a decarbonizzare completamente le proprie flotte. Gli sforzi includono la formazione di giovani locali per la costruzione di canoe tradizionali marshalliane (in sostituzione di piccoli motoscafi a motore) e di barche a vela più grandi dotate di pannelli solari (in sostituzione di navi da carico di medie dimensioni). È stato anche consulente per la costruzione della Juren Ae, una barca a vela da carico (nella foto a destra) ispirata alle imbarcazioni tradizionali marshalliane, che ha effettuato il suo viaggio inaugurale nel 2024 e può trasportare 300 tonnellate di carico. La Marshall Islands Shipping Corporation spera che questa nave rappresenti un modello per un trasporto merci più pulito nel Pacifico; rispetto a una nave da carico alimentata a carburante, la nave potrebbe ridurre le emissioni fino all’80%. È “una bellissima sorella maggiore delle nostre piccole canoe”, dice Kelen.
Sebbene sia iperlocale, il lavoro di Kelen fa parte di un progetto globale dell’Organizzazione marittima internazionale per ridurre le emissioni associate al trasporto merci a zero entro il 2050. Al di là di queste minuscole isole, gran parte degli sforzi per raggiungere gli obiettivi dell’IMO si concentra sulla sostituzione della benzina con alternative come l’ammoniaca, il metano, l’energia nucleare e l’idrogeno. E c’è anche ciò su cui la popolazione marshalliana fa affidamento da tempo: l’energia eolica . È solo un’opzione sul tavolo, ma l’industria non può decarbonizzarsi abbastanza rapidamente per raggiungere gli obiettivi dell’IMO senza un ruolo per la propulsione eolica, dice Christiaan De Beukelaer, antropologo politico e autore di Trade Winds: A Voyage to a Sustainable Future for Shipping. “Se si tiene conto del tempo, il vento è indispensabile”, afferma. Gli studi dimostrano che l’impiego dell’energia eolica sulle navi potrebbe ridurre le emissioni di anidride carbonica dell’industria navale del 20%.
“L’eolico elimina di fatto alcune incertezze”, afferma De Beukelaer, come la fluttuazione dei prezzi del carburante e i costi derivanti da qualsiasi sistema di tariffazione del carbonio che l’industria potrebbe adottare. L’IMO è agnostica dal punto di vista tecnologico, cioè stabilisce gli obiettivi e gli standard di sicurezza ma lascia che sia il mercato a trovare i modi migliori per raggiungerli. Un portavoce dell’organizzazione afferma che la propulsione eolica è una delle tante strade che si stanno esplorando.
Le vele possono essere utilizzate per alimentare completamente un’imbarcazione o per integrare i motori, in modo da ridurre il consumo di carburante per le grandi navi portarinfuse, le petroliere e le imbarcazioni roll-on/roll-off utilizzate per trasportare aerei e automobili in tutto il mondo. Le moderne vele da carico sono disponibili in diverse forme, dimensioni e stili, tra cui ali, rotori, vele di aspirazione e aquiloni.
“Se abbiamo un’esperienza di cinquemila e cinquecento anni, non è forse una cosa ovvia?”, afferma Gavin Allwright, segretario generale dell’International Windship Association.
Le vecchie imbarcazioni da carico con nuove vele possono utilizzare l’energia propulsiva del vento fino al 30% della loro potenza, mentre le navi da carico progettate specificamente per il vento potrebbero contare su di esso fino all’80% del loro fabbisogno, dice Allwright, che sta ancora lavorando su criteri di misurazione standardizzati per capire quale combinazione di nave e modello di vela sia più efficiente.
Ci sono così tante variabili in gioco”, dice, “dalle dimensioni della nave al capitano che la guida”. La 50esima nave di grandi dimensioni dotata di tecnologia per l’imbarco del vento salperà nell’ottobre del 2024, e l’esperto prevede che l’energia eolica marittima farà il boom all’inizio del 2026.
PER GENTILE CONCESSIONE DI OCEANBIRD
Vele rigide
Uno dei progetti più diffusi per le navi da carico è la vela rigida, una struttura rigida simile a un’ala che viene posizionata verticalmente sulla parte superiore della nave.
“È molto simile a un’ala d’aereo”, afferma Niclas Dahl, amministratore delegato di Oceanbird , un’azienda svedese che sviluppa queste vele. Ognuna di queste vele ha una parte principale e un flap, che creano una camera in cui la velocità del vento è maggiore all’esterno che all’interno. In un aereo, questa discrepanza genera una forza di portanza, ma in questo caso, dice Dahl, spinge la nave in avanti. Le ali sono rigide, ma possono essere ruotate e regolate per catturare il vento a seconda della sua provenienza e possono essere ripiegate e ritratte vicino al ponte della nave quando questa si avvicina a un molo.
Una delle vele di Oceanbird – l’ala 560, alta 40 metri e larga 14 metri, realizzata in acciaio ad alta resistenza, fibra di vetro e polietilene tereftalato riciclato – potrebbe aiutare le navi da carico a ridurre il consumo di carburante fino al 10% per viaggio, secondo i calcoli dell’azienda. Oceanbird sta installando la prima serie di ali su una nave da carico che trasporta automobili, che dovrebbe essere pronta per la fine del 2024.
Oceanbird, tuttavia, è solo un produttore; alla fine del 2024, otto navi da carico spinte da ali rigide stavano navigando in tutto il mondo, la maggior parte delle quali erano portarinfuse e petroliere generiche.
PER GENTILE CONCESSIONE DI CARGOKITE
Aquiloni
Altri ingegneri e scienziati stanno lavorando per alimentare le navi da carico con aquiloni simili a quelli che spingono i parapendii. Questi aquiloni sono realizzati con miscele di poliestere resistenti ai raggi UV, sono legati alla prua della nave e volano fino a 200-300 metri sopra la nave, dove possono sfruttare al meglio i venti costanti a quell’altitudine per tirare la barca in avanti. Per massimizzare la portanza, gli aquiloni sono controllati da computer per operare nel punto in cui il vento è più costante. Gli studi dimostrano che un aquilone di 400 metri quadrati può produrre un risparmio di carburante compreso tra il 9% e il 15%.
“Il motivo principale per cui crediamo negli aquiloni sono i venti ad alta quota”, afferma Tim Linnenweber, cofondatore di CargoKite, che progetta micro navi da carico che possono essere alimentate in questo modo. “In pratica si ha una velocità del vento crescente più si sale, e quindi venti più consistenti, più affidabili, più costanti”.
PER GENTILE CONCESSIONE DI BOUND4BLUE
Vele aspiranti
Inizialmente utilizzate per gli aeroplani negli anni ’30, le vele aspiranti sono state progettate e testate sulle imbarcazioni negli anni ’80 dall’oceanografo e pioniere delle immersioni Jacques Cousteau.
Le vele ad aspirazione sono delle vele metalliche cicciotte che assomigliano a dei rotori, ma più ovali, con un lato appuntito. Invece di far girare l’intera vela, il motore accende una ventola all’interno della vela che aspira il vento dall’esterno. Cristina Aleixendri, cofondatrice di Bound4Blue, un’azienda spagnola che costruisce vele aspiranti, spiega che la ventola aspira l’aria attraverso tanti piccoli fori nel guscio della vela e crea quello che i fisici chiamano uno strato limite: un sottile strato d’aria che ricopre la vela e la spinge in avanti. Il modello moderno di Bound4Blue genera il 20% in più di spinta per metro quadrato di vela rispetto al progetto originale di Cousteau, dice Aleixendri, e fino a sette volte in più rispetto a una vela convenzionale.
Attualmente sono in funzione dodici navi dotate di un totale di 26 vele di aspirazione, che vanno da pescherecci e petroliere a navi roll-on/roll-off. Bound4Blue sta lavorando all’installazione di sei navi e ne ha già installate quattro, tra cui una con la più grande vela di aspirazione mai installata, alta 22 metri.
PER GENTILE CONCESSIONE DI NORSEPOWER
Turbovele
Negli anni Venti, l’ingegnere tedesco Anton Flettner ebbe l’idea di una nave alimentata dal vento che utilizzava cilindri metallici verticali e rotanti al posto delle vele tradizionali. Nel 1926, un’imbarcazione che utilizzava il suo progetto innovativo, noto come rotore Flettner, attraversò l’Atlantico per la prima volta.
I rotori Flettner funzionano grazie all’effetto Magnus, un fenomeno che si verifica quando un oggetto in rotazione si muove in un fluido, provocando una forza di sollevamento che può deviare il percorso dell’oggetto. Con il progetto di Flettner, i motori fanno girare i cilindri e la differenza di pressione tra i lati dell’oggetto in rotazione genera una spinta in avanti, proprio come un giocatore di calcio che piega la traiettoria di un pallone.
In un moderno aggiornamento della vela a rotore, progettato dall’azienda finlandese Norsepower, i cilindri possono girare fino a 300 volte al minuto. Ciò produce una potenza di spinta 10 volte superiore a quella di una vela convenzionale. Finora Norsepower ha montato 27 vele a rotore su 14 navi in mare, mentre altre sei navi equipaggiate con vele a rotore di altre aziende salperanno nel 2024.
“Secondo i nostri calcoli, la vela a rotore è, al momento, l’energia eolica più efficiente se si considera il centesimo di euro per chilowattora”, afferma Heikki Pöntynen, amministratore delegato di Norsepower. I risultati ottenuti dalle loro navi attualmente in mare suggeriscono che il risparmio di carburante è “compreso tra il 5% e il 30% sull’intero viaggio”.
Sofia Quaglia è una giornalista scientifica freelance il cui lavoro è apparso sul New York Times, National Geographic e New Scientist.
