Una guida tecnica ai tipi di ancore delle navi, ai criteri di dimensionamento e ai requisiti di selezione

Le ancore marine sono componenti di allestimento essenziali per le navi commerciali, comprese le petroliere, le navi portarinfuse, le navi portacontainer, le navi metaniere e le navi offshore. A differenza delle ancore di piccole imbarcazioni, le ancore delle navi sono progettate come parte di un sistema di ancoraggio completo che comprende ancore, catene di ancoraggio con montanti, verricelli, fermacatena, tubi di cubia e gavoni per catene.

Per le navi di grandi dimensioni, la scelta dell'ancora non è determinata solo dal peso dell'ancora. La specifica corretta si basa sui parametri della nave, sui calcoli del numero di attrezzatura, sui requisiti della società di classificazione, sulle prestazioni di tenuta dell'ancora e sulla compatibilità con il sistema di ancoraggio completo.

Un'ancora marina adeguatamente selezionata deve fornire una potenza di tenuta sufficiente nelle condizioni operative previste, soddisfacendo al tempo stesso i requisiti strutturali e di installazione dell'imbarcazione.

1. Tipi di ancore utilizzate su grandi navi commerciali

1.1 Ancoraggio senza scorte

L'ancora senza stock è il tipo di ancora più utilizzato per le moderne navi commerciali.

Viene comunemente installato su:

· Petroliere

· Portarinfuse

· Navi portacontainer

· Navi metaniere

· Navi di supporto offshore

La caratteristica principale di un'ancora senza stock è il design della pinna incernierata, che consente alle pinne di ruotare rispetto al gambo. Questa struttura consente un'efficiente penetrazione nel fondale marino e allo stesso tempo consente di recuperare facilmente l'ancora attraverso la cubia della nave.

I modelli comuni di ancoraggi senza stock includono:

· Sala Ancora

· Spek Anchor

· Ancoraggio per piscina

· Ancora AC-14 ad alta tenuta

I vantaggi degli ancoraggi senza stock includono:

· Struttura compatta per una facile conservazione

· Prestazioni di penetrazione affidabili

· Recupero efficiente tramite tubi di cubia

· Compatibilità con i moderni sistemi di movimentazione delle ancore

1.2 Ancora ad alto potere di tenuta (HHP).

Le ancore High Holding Power (HHP) sono progettate per fornire una maggiore capacità di tenuta rispetto alle ancore convenzionali dello stesso peso.

Attraverso la geometria ottimizzata della pinna e una migliore capacità di penetrazione nel fondale marino, le ancore HHP possono raggiungere una maggiore efficienza di tenuta riducendo al contempo il peso dell'ancora richiesto per una determinata applicazione dell'imbarcazione.

Le applicazioni tipiche includono:

· Grandi petroliere di petrolio greggio

· VLCC

· Navi portacontainer ultra-grandi

· Navi d'altura

Rispetto agli ancoraggi convenzionali senza stock, gli ancoraggi HHP offrono:

· Rapporto forza-peso più elevato

· Carico ridotto dell'attrezzatura di prua

· Prestazioni di ancoraggio migliorate in condizioni difficili

1.3 Ancora ad altissimo potere di tenuta (SHHP).

Gli ancoraggi SHHP sono progettati per applicazioni che richiedono prestazioni di tenuta più elevate rispetto agli ancoraggi HHP standard.

Sono utilizzati principalmente per:

· Grandi navi offshore

· Navi specializzate

· Applicazioni che richiedono una maggiore capacità di ancoraggio

La scelta tra ancore ordinarie, HHP e SHHP dipende dai requisiti di progettazione della nave e dall'approvazione della classificazione.

2. Come viene determinata la dimensione dell'ancora della nave?

Per le navi commerciali, la dimensione dell'ancora è determinata in base alle regole della società di classificazione piuttosto che in base alla sola lunghezza della nave.

Il parametro chiave utilizzato per selezionare l'attrezzatura di ancoraggio è ilNumero dell'attrezzatura (EN).

Il numero dell'attrezzatura viene calcolato in base alle dimensioni principali della nave e alle aree esposte sopra la linea di galleggiamento. Il calcolo normalmente considera:

· Lunghezza della nave

· Larghezza della nave

· Profondità della nave

· Area di deriva laterale prevista

· Altri parametri di progettazione della nave specificati dalle regole di classificazione

In base al Numero dell'attrezzatura, viene determinata l'attrezzatura di ancoraggio richiesta, tra cui:

· Numero di ancore

· Peso dell'ancora

· Diametro della catena dell'ancora

· Lunghezza della catena dell'ancora

Le società di classificazione che forniscono i requisiti pertinenti includono:

· Associazione internazionale delle società di classificazione (IACS)

· Società cinese di classificazione (CCS)

· Ufficio americano della spedizione (ABS)

· Det Norske Veritas (DNV)

· Registro dei Lloyd's (LR)

La specifica finale dell'ancoraggio deve essere conforme al progetto approvato della nave e ai requisiti di classificazione applicabili.

3. Intervallo di riferimento generale del peso dell'ancora della nave

Il peso effettivo dell'ancora varia a seconda del design dell'imbarcazione, del tipo di ancora e dei requisiti di classificazione. La tabella seguente fornisce gli intervalli di riferimento generali per le navi commerciali.

Questi valori sono solo riferimenti generali. La specifica finale dell'ancora è determinata dal numero dell'attrezzatura dell'imbarcazione, dalla documentazione di progettazione approvata e dai requisiti della società di classificazione.

4. Corrispondenza della catena a maglie di ancoraggio e perno

Un sistema di ancoraggio marino è composto da più componenti interconnessi:

· Ancora marina

· Catena di ancoraggio con collegamento a perno

· Fermacatena

· Verricello

· Tubo di Hawse

· Gavone per catena

La catena dell'ancora trasferisce le forze generate dal vento, dalle onde e dal movimento della nave tra la nave e l'ancora.

Generalmente utilizzano le grandi navi commercialicatene di ancoraggio a maglie prigioniereperché forniscono:

· Elevata resistenza alla trazione

· Stabilità della catena migliorata

· Deformazione ridotta sotto carichi pesanti

· Lunga durata in condizioni marine

Intervalli tipici di diametri della catena di ancoraggio:

Le dimensioni dell'ancora, del diametro della catena, della capacità del verricello e della cubia devono essere progettate come un sistema completo. Aumentare le dimensioni dell'ancora senza considerare altri componenti può influire sulle prestazioni operative.

5. Fattori che influenzano le prestazioni di tenuta dell'ancora

Le prestazioni di tenuta di un'ancora marina non dipendono solo dal suo peso. I fattori chiave includono:

Progettazione dell'ancora

La geometria delle pinne, il design del gambo e la capacità di penetrazione influenzano direttamente la forza di tenuta.

Gli ancoraggi ad alto potere di tenuta ottengono prestazioni migliori attraverso un design strutturale ottimizzato anziché semplicemente aumentando il peso.

Condizioni del fondale marino

Diversi tipi di fondale influiscono sulle prestazioni dell'ancora:

· Sabbia: generalmente fornisce buone prestazioni di penetrazione e tenuta

· Argilla: la capacità di ritenzione dipende dalla profondità di penetrazione e dalla resistenza del terreno

· Fango: richiede una geometria di ancoraggio adeguata per una presa efficace

· Roccia o fondale marino duro: può ridurre la capacità di penetrazione

Portata della catena di ancoraggio

L'angolo tra la catena dell'ancora e il fondale marino influenza la forza orizzontale applicata all'ancora.

Un cannocchiale più lungo generalmente riduce il carico verticale sull'ancora e migliora le prestazioni di tenuta.

6. Selezione dell'ancora per diversi tipi di navi

Petroliere

Le petroliere hanno tipicamente un grande dislocamento e significative aree di spostamento d'aria.

Le configurazioni comuni includono:

· Ancore HHP senza stock

· Catene di ancoraggio a maglie con perno di grande diametro

· Sistemi di verricello per carichi pesanti

Il sistema di ancoraggio deve resistere a carichi ambientali elevati durante l'attesa, le operazioni offshore o gli avvicinamenti ai porti.

Navi portarinfuse

Le navi portarinfuse generalmente presentano scafi di dimensioni ampie e pescaggi profondi.

Le selezioni di ancoraggio comuni includono:

· Ancoraggi senza stock di tipo Hall

· Ancore spek

· Ancore HHP per imbarcazioni più grandi

Il sistema di ancoraggio è progettato in base alle dimensioni della nave, alle rotte operative e ai requisiti di classificazione.

Navi portacontainer

Le moderne navi portacontainer hanno una maggiore area di deriva a causa dei contenitori impilati sopra il ponte.

I requisiti tipici includono:

· Ancoraggi ad alto potere di tenuta

· Catene di ancoraggio di grande diametro

· Attrezzatura per la movimentazione delle ancore ad alta capacità

7. Materiali, standard di produzione e certificazione

Le ancore delle navi sono realizzate utilizzando materiali in acciaio marino ad alta resistenza per resistere ai carichi d'impatto e all'esposizione a lungo termine all'acqua di mare.

Importanti considerazioni sulla produzione includono:

· Controllo qualità dei materiali

· Controllo del processo di fusione o forgiatura

· Precisione dimensionale

· Test delle proprietà meccaniche

· Requisiti di protezione della superficie

Per le navi commerciali, le ancore e le relative attrezzature possono richiedere l'approvazione o la certificazione da parte di società di classificazione riconosciute, tra cui:

· CCS

· ABS

· DNV

· LR

· BV

I requisiti di certificazione dipendono dal tipo di nave, dall'amministrazione della bandiera e dalle specifiche del progetto.

8. Esempio: sistema di ancoraggio per una nave cisterna da 100.000 DWT

Una tipica nave cisterna Aframax può avere la seguente disposizione di ancoraggio:

· Lunghezza della nave: circa 250 m

· Tipo di ancoraggio: ancoraggio senza stock HHP

· Peso dell'ancora: circa 15-20 tonnellate per ancora

· Diametro della catena dell'ancora: circa 100–120 mm

La configurazione finale viene confermata attraverso il calcolo del numero dell'apparecchiatura e l'approvazione della classificazione.

Conclusione

La scelta delle ancore per le grandi navi commerciali è un processo tecnico che coinvolge il calcolo della nave, i requisiti di classificazione e la compatibilità del sistema.

Le moderne navi commerciali utilizzano principalmente ancore senza scorte e ancore ad alto potere di tenuta perché forniscono prestazioni di tenuta efficienti soddisfacendo al tempo stesso i requisiti di installazione delle strutture navali di grandi dimensioni.

Una soluzione di ancoraggio completa richiede un corretto abbinamento del tipo di ancora, del peso dell'ancora, della catena dell'ancora, della capacità del verricello e della disposizione di installazione per garantire prestazioni di ancoraggio affidabili per tutta la vita utile dell'imbarcazione.