Abbiamo solcato gli oceani per secoli, affidandoci esclusivamente alla forza delle correnti e dei venti. Poi, l’era del vapore e dei combustibili fossili ha relegato la vela a poco più di un ricordo del passato e un’esperienza per appassionati, trasformando le navi cargo in enormi giganti d’acciaio, alimentati a petrolio. Fatto un passo in avanti, però, nulla toglie che se ne possa fare uno indietro.
Il futuro della logistica globale, oggi, sembra voler ripartire esattamente da dove tutto è iniziato. Circa il 90% delle merci mondiali trasportato via mare viaggia su imbarcazioni alimentate a bunker oil, un residuo della raffinazione tra i più densi e inquinanti. Ora, sotto la pressione dei nuovi target climatici, l’industria dei trasporti sta riscoprendo la propulsione eolica navale.
Non si tratta di un ritorno all’antico, di un puro arretramento, bensì di una rivoluzione hi-tech. Grazie a vele rigide e cilindri rotanti, le navi commerciali a vela di nuova generazione stanno riducendo drasticamente le emissioni, dimostrando che il vento è una risorsa davvero efficiente per la decarbonizzazione del trasporto marittimo.
Il peso ambientale del trasporto marittimo globale
Inquadrare il problema ambientale dello shipping, a livello globale, richiede una certa elasticità mentale, poiché è un esercizio di proporzioni monumentali. Cerchiamo di semplificare: se il settore del trasporto marittimo globale fosse una sola nazione, si tratterebbe del sesto Paese più inquinante al mondo, per emissioni di anidride carbonica, e si posizionerebbe immediatamente dopo le grandi potenze industriali.
Il 3% delle emissioni mondiali di CO2 si devono a questo settore, che è causa rilevante anche di una buona quota degli inquinanti immessi nell’atmosfera. Si calcola infatti che il 9% degli ossidi di zolfo siano legati alla sua operatività, così come il 30% degli ossidi di azoto. Per facilità di comparazione, consideriamo che una singola nave cargo, di medie dimensioni, in un suo viaggio, inquina come se un milione di automobili avesse percorso la stessa distanza.
L’Organizzazione Marittima Internazionale (indicata con l’acronimo IMO all’interno delle organizzazioni dell’ONU) ha fissato obiettivi ambiziosi: vuole ridurre le emissioni di gas serra del 50% entro il 2050. Tuttavia, il passaggio totale a combustibili puliti, come l’idrogeno o l’ammoniaca verde, è un traguardo ancora lontano, a causa di costi proibitivi e infrastrutture mancanti. Non sarà possibile raggiungerlo in poco più di 20 anni, né tantomeno metterlo a disposizione dell’intero comparto.
In questo scenario di transizione, che è stato aperto quantomeno a parole, diventa vitale trovare soluzioni ibride che possano abbattere i consumi delle flotte esistenti. È proprio qui che entra in gioco il concetto di wind assisted ship propulsion, ovvero propulsione assistita dal vento, che andiamo a descrivere di seguito.
Come funziona la moderna propulsione eolica navale
Inquadriamo il funzionamento della moderna propulsione eolica nelle navi. Al giorno d’oggi, a differenza di quanto avveniva nei velieri del XVIII secolo, protagonisti dei film di pirati, le navi cargo non hanno bisogno di equipaggi che si arrampichino sugli alberi per spiegare le tele e farle gonfiare dal vento. Tutto è gestito da sensori, algoritmi e materiali compositi specifici.
I rotori Flettner: cilindri rotanti che sfruttano l’effetto Magnus
Una delle tecnologie più all’avanguardia e già adottata su imbarcazioni di colossi del trasporto navale, come Maersk o Viking, sono i rotori Flettner. Si presentano come grandi colonne verticali rotanti, montate sul ponte. Quando il vento colpisce lateralmente il cilindro in rotazione, si va a creare una differenza di pressione tra i due lati del cilindro stesso. Si tratta di un ben noto fenomeno fisico, noto come Effetto Magnus, capace di generare una forza di spinta perpendicolare alla direzione del vento.
Per visualizzarlo in maniera empirica, è possibile pensare all’effetto che un calciatore dà a un pallone per farlo curvare mentre si avvicina alla porta. Il rotore applica lo stesso principio, ma lo sposta su scala colossale, fornendo una spinta prodotta dal vento che alleggerisce il lavoro dei motori termici e, di conseguenza, abbassa le loro emissioni.
Vele rigide a profilo alare per navi cargo
L’altra grande innovazione riguarda le vele rigide. Questi elementi ricordano più l’ala di un aereo, o le appendici delle barche dell’America’s Cup, all’avanguardia della tecnica, che una vela tradizionale. Possono essere alte anche 40 metri e sono realizzate in vetroresina o acciaio. Si tratta di strutture completamente automatizzate. Un sistema computerizzato analizza in tempo reale la direzione del vento e orienta il profilo alare per massimizzare la spinta aerodinamica. In caso di tempesta, o venti eccessivi, queste ali possono essere ripiegate, o inclinate piatte sul ponte, per garantire la sicurezza della stabilità della nave.
Il sistema consente anche a equipaggi che non annoverano skipper di livello tra le loro fila di portare a termine lunghi viaggi per effettuare le consegne.
Pro e contro della propulsione eolica assistita: tabella
| Vantaggi (Pro) | Svantaggi (Contro) |
| Taglio immediato dei consumi: Riduzione delle emissioni di anidride carbonica e carburante, dal 10% al 30%, a seconda della rotta. | Costi di installazione: Il retrofit, ovvero l’aggiunta di sistemi eolici di ultima generazione su una nave esistente, richiede investimenti iniziali molto elevati. |
| Costi operativi nulli: A differenza del carburante, il vento è una risorsa gratuita e inesauribile. | Ingombro sul ponte: Le basi dei rotori e delle vele possono ridurre lo spazio utile per lo stivaggio dei container. |
| Automazione totale: I sistemi sono gestiti da software. Non è necessario personale extra, specializzato in manovre veliche, ma è sufficiente un supervisore capace di controllare i comandi nel caso in cui ci fossero malfunzionamenti. | Ostacoli strutturali: L’altezza imponente delle vele può creare problemi nel passaggio sotto i ponti o nelle manovre in porti con limiti di altezza. |
L’adozione di queste tecnologie richiede un bilanciamento attento tra efficienza energetica e operatività logistica. Parliamo sempre di propulsione assistita, dal momento che oggi non siamo in grado di rinunciare completamente al motore termico, il quale rappresenta ancora il sistema di propulsione più affidabile. Dobbiamo compiere un altro passo in avanti prima di potercene privare del tutto.
Il futuro delle flotte commerciali e l’ostacolo dei porti per le navi cargo
Nonostante i dati della IWSA (International Windship Association) sulla diffusione dei sistemi assistiti e le statistiche di risparmio energetico confermino risparmi di carburante a doppia cifra, la sfida non è solo tecnologica, ma anche logistica. Il mondo portuale è stato costruito intorno a navi piatte e standardizzate. Non è affatto pronto ad accogliere conformazioni verticali di altezza tanto considerevole. Le enormi gru a ponte, utilizzate ovunque per caricare e scaricare i container delle navi cargo, faticano a operare in presenza di ostacoli verticali alti decine di metri, che si muovono o ingombrano il raggio d’azione dei bracci meccanici.
Per questo motivo, la frontiera della ricerca, almeno per i prossimi cinque anni, non riguarderà solo la potenza della spinta, bensì anche la flessibilità di sistema. Sono allo studio vele telescopiche, o sistemi di rotori abbattibili, che possano scomparire durante le operazioni di carico. Solo quando la propulsione eolica navale sarà perfettamente integrata con l’efficienza dei porti, vedremo finalmente il grande ritorno delle navi commerciali a vela come standard globale, trasformando il vento nel carburante pulito del ventunesimo secolo.
Ci vorrà ancora qualche tempo per raggiungere tale obiettivo, ma il percorso sembra ben avviato. Il progresso tecnologico può essere messo al servizio dell’ambiente e riconvertire comparti considerevolmente impattanti, come quello della logistica marittima.
