Il controllo attivo del rumore e delle vibrazioni a bordo delle navi - Stato dell'arte e prospettive future

Il problema della riduzione dei livelli di rumore e delle vibrazioni a bordo delle moderne navi rappresenta una delle principali sfide a cui sempre più progettisti in ambito internazionale cercano di dare soluzione.
Il rumore e le vibrazioni sono riconosciuti come importanti cause di inquinamento ambientale, capaci di produrre danni fisici agli organi dell’udito dell’uomo, psicologici, come stordimento e stanchezza, nonché sociali, come riduzione dell’efficienza e dell’attenzione.
La conoscenza del meccanismo di generazione delle vibrazioni e del rumore non è recente, ma l’adozione di materiali e di strutture sempre più leggere, ovvero poco smorzate, permessa dallo sviluppo tecnologico e progettuale, abbinata alla necessità di elevate prestazioni e velocità, con conseguente aumento delle forze d’eccitazione, ha reso sempre più necessaria l’analisi dinamica delle strutture; inoltre è cresciuta la sensibilità nei confronti del problema e la volontà di risolverlo.
Il rispetto di normative e di richieste armatoriali sempre più stringenti, la necessità di conseguire standard qualitativi sempre più elevati, offrendo comunque dei prodotti finali, le navi, soddisfacenti le richieste di un pubblico sempre più esigente in termini di confort e di servizi, hanno determinato la ricerca di nuove soluzioni per il futuro; l’unanime interesse scientifico è volto allo sviluppo di una tecnica già ben nota ma che non ha potuto godere fino ad ora della giusta attenzione: il controllo attivo.
Ricerche hanno dimostrato che le vibrazioni generate dalla moltitudine di sorgenti di bordo, quali motori, pompe, compressori, impianti di condizionamento, passano allo scafo attraverso i punti di connessione; queste vibrazioni strutturali trasmesse allo scafo producono del rumore strutturale radiato sia all’interno che in acqua; quest’ultimo produce una ben distinta segnatura acustica, determinante per la detettabilità di ciascuna nave, identificabile attraverso sonar passivi; la sua modificazione o riduzione, nonché previsione in fase di progetto, è argomento di grande interesse e ricerca, soprattutto per soddisfare le richieste avanzate dalle Marine Militari
Nel presente lavoro sono analizzate tutte le principali sorgenti di rumore e di vibrazioni a bordo di una moderna nave, fornendo per ciascun impianto le soluzioni progettuali necessarie per ridurne i livelli sonori emessi, corredate da ampie descrizioni delle strumentazioni fisiche ed elettroniche necessarie.
Allo scopo di dimostrare la validità del sistema è stato sviluppato un modello matematico in grado di simulare il comportamento di una pompa centrifuga, tipico componente presente a bordo delle navi, dotata di controllo attivo delle vibrazioni; i risultati così ottenuti in termini di attenuazione delle vibrazioni ne hanno dimostrano la validità rispetto alle classiche tecniche passive.
Lo scopo finale dell’elaborato è dimostrare l’effettiva efficacia del controllo attivo in ambito navale la cui applicazione non ha potuto ancora godere della giusta considerazione, probabilmente per una ingiustificata mancanza di diffusione di conoscenza e dei necessari investimenti. Per il futuro si prevedono standard normativi ed armatoriali sempre più limitanti, nonché strumentazioni di scoperta ed intercettazione più avanzati e precisi, che impongono uno sforzo di ricerca e sviluppo da intraprendere necessariamente fin da ora.
Nel campo navale si è ancora in fase sperimentale in quanto la grande mobilità delle strutture dello scafo, soprattutto per le leggere navi militari, rende il problema di più difficile formulazione; comunque i dati raccolti circa i pochi impianti già installati a bordo, sia in campo militare che in campo diportistico, ed i risultati conseguiti nell’opera di ricerca presentata in questa tesi, garantiscono la validità del progetto, su cui però sarà necessario investire ancora molto in futuro per poterne sfruttare tutte le potenzialità.