Saluti e dichiarazione di assenza di conflitto di interessi
Buongiorno.
Intanto un saluto a Zio che non vedevo ne leggevo da anni. Grazie per i complimenti, Zio, ma i miei interventi sulle eliche possono essere accurati, non certo esaustivi e professionali. Non è falsa modestia, è che proprio di questo argomento ne so poco, quel poco me lo sono in parte acquisito dalla meditazione degli interventi sul Forum di Prop, di Marcox e di altri, poi ho semplicemente un po' di esperienza, di dati accumulati e di riflessioni sviluppate sulle Max Prop autoregolanti, che uso da più di tre anni e delle quali da un anno testo i prototipi della prossima serie, grazie a una mia notevole ma banale attitudine a misurare.
In ambito nautico e velico le mie eventuali competenze non sono queste.
Voglio anche dire a tutti che non sono un venditore di eliche, tantomeno delle Autoprop, alle quali peraltro in questo 3D ho reso onore, contribuendo a farle conoscere e apprezzare, cosa di cui sono lieto. Il mio cuore, per motivi emozionali, tecnici, di prestazioni, di raffinatezza di autoregolazione e di versatilità di preregolazione da parte dell' utente, batte semmai per le autoregolanti dell' Ing. Max Bianchi e della Max Prop, ma il mio rapporto con loro è "A.M.D.G.", "Ad maiorem Dei gloriam", nel senso che il modesto contributo che offro loro è disinteressato economicamente, ma semmai motivato dalla gratificante sensazione che sto collaborando con lo sviluppo di un prodotto molto bello, con una azienda italiana che sembra un po' una bottega artistico-artigiana rinascimentale, gestita con passione, genialità e con criteri etici che condivido. A volerle pensare tutte, può darsi che in futuro, quando questi nuovi modelli di elica saranno commercializzati, potrò fare su esemplari già venduti qualche test e qualche intervento subacqueo remunerato di messa a punto o di installazione, una specie di assistenza sul posto, ma è tutto molto futuribile e marginale.
Le citazioni di Prop e i vantaggi del sovradimensionamento consapevole delle eliche a passo fisso
Le due citazioni di Prop (faresti bene a tradurle, potrei farlo anche io ma non mi sembra corretto) sono interessantissime. La mia reazione entusiasta ad esse, che mi ha fatto chiamare Prop "Overprop", una specie di Superprop, e mi ha fatto inserire l' emoticon non dell' omino che ride o peggio deride, bensì che esulta, deriva dal fatto che finalmente ho trovato fonti che sdoganerebbero quello che pur con dubbi e timori penso e faccio da anni.
(esulta o deride? per me esulta)
Prop, chi sono Nigel Calder e Ari Gudmundsson? Quanto dicono è ben espresso, ha coerenza interna, secondo me è condivisibile. Come fanno a dire che i motori, moderatamente "overproppati", godono? Gli autori hanno fatto test? Probabilmente sono in contatto con fabbricanti di motori? Hai letto altro di loro?
Limitandoci a parlare di eliche a passo fisso sovradimensionate, che è il tema del post di Prop, direi intanto che se possiamo sovradimensionare le eliche vuol dire che siamo in presenza di un errore a monte, errore che è quello di avere un motore sovradimensionato, il quale ci consente di rinunciare a una parte della sua esuberante potenza (il 15 % nel caso dell' esempio della FAO).
La barca, in origine, avrebbe potuto allora essere equipaggiata con un motore del 15% meno potente. Ma, non essendo stato così, ben venga adesso il sovradimensionamento dell' elica.
Poi, il Warning è ovvio, ma concentrarsi su di esso significa, al solito, concentrarsi sulla banalità del dito che indica e non sulla bellezza della luna indicata.
Nella citazione da Nigel Calder (quella nella parte bassa del suo post) si parla del consiglio di Volvo Penta di sovradimensionare le eliche. Bene, io questo consiglio me lo ricordo perfettamente, era una costante nei manuali fino a 3 o più anni or sono, e la differenza del minor regime raggiungibile era di almeno 300 giri (forse arrivava addirittura a 500 giri, che sarebbero in linea con le citazioni, ma non vorrei sbagliarmi); il consiglio si sposava alla prescrizione di "non approfittarsi della situazione", proprio come dicono la FAO e Calder.
Ricordo anche che in una discussione, che mi opponeva a Nessuno 38, per suffragare le mie tesi cercai di citare quel consiglio, ma non lo trovai più sui manuali Volvo Penta aggiornati.
Evidentemente VP, visto che i suoi motori, a causa del diffondersi del charter, sempre più spesso andavano in mano a utenti sconsiderati aveva preferito eliminare quel peraltro ottimo consiglio, che con la gioia di chi ritrova una cosa che credeva smarrita per sempre, oggi ritrovo citato da Calder.
Va infine evidenziato che secondo gli autori citati da Prop i vantaggi dell' "overpropping consapevole" non riguardano solo il risparmio di carburante (e aggiungerei la silenziosità), ma anche la minore usura del motore; oltre che entrambe le fonti citate, più modestamente questa minor usura la sostiene anche il mio meccanico, modesto ma che con i motori prima di smontarli ci parla e che ha una sfilza di menzioni d' onore per partecipazione a aggiornamenti presso, guarda caso, proprio la Volvo Penta.
Le eliche autoregolanti: i consumi
In questo 3D però non stiamo parlando di eliche a passo fisso sovradimensionate, bensì di eliche a passo continuamente autoregolante. Ne ho già parlato all' inizio del 3D, ma ne riparlo alla luce del post di Prop.
Queste nuove eliche (sia le Autoprop che le Max-prop) secondo me sono un colpo di genio.
Rispetto a quanto dicono gli articoli citati da Prop con le relative regolazioni e prestazioni, queste altre eliche vanno ancora avanti, e grazie al fatto di diminuire automaticamente il passo a regimi alti (consentendo così di sfruttare al bisogno tutta la potenza del motore, facendogli raggiungere i giri massimi) consentono di aumentarlo maggiormente a regimi medi, facendo sì che la curva di assorbimento entri prima e resti meglio all' interno di quell' area gialla di massimo rendimento indicata nel grafico della FAO.
E' probabilmente questo che spiega perchè il vantaggio nei consumi offerto da queste eliche sia superiore a quel 12 - 15 % indicato dal testo pubblicato dalla FAO (Calder non quantifica ma si limita a parlare di significativa vantaggi nella efficienza); è superiore perchè si può procedere ancora un po' lungo la strada della ottimizzazione.
E questo lo possiamo fare facilmente, se guardiamo le tre curve del grafico postato da Prop, specialmente se notiamo la distanza ancora consistente che intercorre tra la curva verde e la curva nera in regimi compresi tra il 60 e il 75 % del massimo del RPM, intervallo nel quale le eliche autoregolanti alzano l' assorbimento, per poi abbassarlo (rispetto alla curva verde) a regimi superiori.
Sempre riguardo ai consumi, in particolare al confronto tra di essi misurati con eliche o regolazioni diverse, vorrei mettervi in guardia, nel caso vi vogliate cimentare in questa impresa: intanto le condizioni delle prove devono essere rigorosamente identiche, il gasolio il medesimo, e medesime le condizioni della carena. Quindi il cambio di settaggio o il cambio di elica dovrebbe essere fatto nel corso della stessa sessione di prove. Poi, mentre i consumi orari si riescono a stabilire, rapidamente, facilmente e con buona precisione (l' errore è inferiore all' 1% senza bisogno di accorgimenti particolari, purchè si usi un sistema di misurazione "più evoluto a costo zero" rispetto a quello inutilmente ingenuo raffigurato nell' articolo della FAO linkato da Nessuno 38), i consumi per miglio a pari velocità sono assai più complicati da stabilire, a causa della difficoltà a misurare con precisione la velocità sull' acqua. Errori nell' ordine di un più o meno 3% sono in agguato, e si scende intorno all' 1% con molta fatica. A meno, credo, di non disporre di uno spedometro a effetto Doppler-Fizeau, o di uno di quegli speedometri che credo riconoscano i frequenti gruppi di irregolarità nell' acqua (impurità, microbollicine) nel loro spostamento tra due sensori.
Le eliche autoregolanti: il remoto rischio di sovraccarico e come lo si esorcizza
Un' ombra nell' uso delle eliche autoregolanti, è che potremmo in teoria rischiare senza accorgercene di alzare troppo la curva di assorbimento a regimi inferiori al massimo, in particolare a regimi medi di crociera. Badate: non è un problema di condizioni avverse, come forte vento contrario o carena molto sporca, perchè in tali condizioni le eliche autoregolanti diminuiscono automaticamente il passo, ma potrebbe essere un problema (credo, perchè non la conosco tanto) di come è nata la Autoprop che avete sotto, o di come potreste avere modificato il preset di fabbrica (precarico della molla, passo finale a pieni giri) dei parametri su cui lavora la autoregolazione della Max-Prop.
Questo problema, visto che ai miei motori ci tengo, me lo sono posto.
In altre parole, volevo essere certo di navigare sempre con la curva di assorbimento assai migliorata rispetto alla curva di assorbimento di un'elica a passo fisso, ma che restasse sempre e comunque abbastanza lontana dalla curva di potenza massima. I margini per ottenere tutto questo ci sono, perchè la curva di assorbimento di un elica normale, lo ripeto, è per forza di cose posizionata in modo pochissimo efficiente, e quindi i margini di miglioramento in sicurezza sono ampi, ma come accertarmi di non stare esagerando?
Non esagerare è facile con un'elica a passo fisso (nel caso, ad esempio, che dalla precedente uscita in mare la carena o l' elica si sia sporcata tantissimo, o nel caso che si sia preso sotto la chiglia un ramo, o che un sacchetto si sia avvolto all' elica senza squilibrarla - altrimenti lo smaschereremmo per le vibrazioni): basta ogni tanto dare massimo gas, vedere quanti giri prende il motore, e poi scendere di un po' (tra l' altro dare ogni tanto massimo gas al motore fa un gran bene). Quindi un uso consapevole non necessita nemmeno del blocco auspicato da Calder e Gudmundsson, blocco peraltro necessario in presenza di utilizzatori naif.
Ma con un' elica che il passo me lo regola in continuazione? Se io accelero lei mi permette di salire di giri fino al massimo, ma se poi calo di nuovo di giri lei non mi mantiene il passo dei giri massimi, ma me lo riaumenta di nuovo al passo che aveva in precedenza, quindi questa verifica non mi serve, e devo trovare altri modi per accertarmi che, momento per momento, sto chiedendo al motore una potenza prudenzialmente lontana dalla potenza massima erogabile a quei giri.
Se l' elica è ben progettata e regolata bene il problema di cui stiamo parlando non si pone, anzi, se al limite prendessi un ramo mentre sono nel turno di riposo e chi è di guardia non se ne accorge oppure se elica e carena si sono molto sporcate, o c'è forte vento contrario... il passo mi diminuisce in automatico e il motore è salvaguardato meglio che da un elica tradizionale.
Ma ammettiamo che io abbia manomesso maldestramente i presettaggi dell' elica e non sia più sicuro di averli giusti, o che abbia acquistato una barca usata con l'elica già installata chissà come e chissà da chi, oppure infine che, come San Tommaso, io non mi fidi del Sig Bruntons o del Sig MaxProp e dei loro calcoli sulla massa delle pale nel primo caso, o, nel secondo, sulle coppie e sul modulo di elasticità della molla. Che faccio?
Intanto possiamo utilizzare i dati di consumo effettivo per indagare sulla potenza erogata effettiva: se il motore consuma tot, visto che il consumo di un motore per cavallo erogato non potrà mai essere inferiore a certi valori (180 - 190 gr/hp ora), ne consegue che la potenza erogata non potrà essere superiore a un calcolabile altro tot. Il metodo mi sembra ineccepibile, il suo limite è che i consumi minimi in gr/hp ora sono relativi a condizioni ottimali, e i consumi effettivi sono superiori (e quindi le potenze erogate sono inferiori). Questo limite non mi consente quindi di sfruttare al massimo le potenzialità delle eliche in question,e però aumenta il mio margine di sicurezza, il che ai nostri attuali scopi può andar bene.
Un altro metodo di calcolare la potenza effettivamente erogata a una certa velocità e in una certa situazione (pulizia di carena, dislocamento effettivo navigante, stato del mare e del vento ecc), per confrontarla con la potenza massima erogabile a quei giri e calcolare così il margine di sicurezza, è il metodo di raggiungere quella velocità in una situazione di tutto gas, nella quale conosco la potenza effettivamente erogata dal motore, che è quella indicata a quei giri dalla curva di potenza.
Con la mia barca posso farlo facilmente usando come tester di riferimento il motore piccolo con settaggi estremi della sua Max Prop. Chi ha la Autoprop non può modificare i settaggi e non può utilizzare questo metodo.
Un altro modo, meno sicuro dei precedenti, per confermarci, usando queste eliche, che non siamo troppo vicini al pieno gas, alla potenza massima erogabile a quei giri, ci è offerto dalla isteresi del sistema di regolazione.
A causa di piccoli attriti ecc. ecc., l' adattamento del passo allo sforzo è come ammortizzato, avviene con un po' di ritardo. Accelerando un po' in modo dolce ma abbastanza rapido, poichè il passo tende per qualche secondo a restare il solito, se il motore sale facilmente di giri vuol dire che non sono troppo vicino alla massima potenza erogabile a quei giri.
Nel caso che non ci fosse alcuna isteresi (caso irrealistico, perchè l' isteresi è un fenomeno inevitabile in qualsiasi sistema di regolazione, e spesso fa comodo, è volutamente amplificata... vi immaginate altrimenti una caldaia che in continuazione accende e spenge per mantenere costante la temperatura dell'acqua?) la diminuizione di passo sarebbe immediata e il motore salirebbe di giri grazie a quella.
Infine, mai però mai come primo dato su cui basarci, ma sempre per conferma, possiamo tener d'occhio la temperatura del liquido di raffreddamento, specie nel piccolo ma assai significativo intervallo di inizio apertura-piena apertura del termostato.
Tutte queste prove, come S. Tommaso, le ho fatte. Non sono prove precisissime, ma tutte hanno concordato nel dirmi che, pur utilizzando la "overpropping" offertami dalla autoregolazione, e beneficiando di sensibili riduzioni di giri, rumorosità e consumi rispetto al settaggio "passo fisso ortodosso", ero sempre confortantemente lontano dalla curva di potenza massima.
Al solito, la modesta precisione delle prove è ininfluente di fronte alla grande distanza che esiste, a medi giri, tra la curva di assorbimento teorica, che praticamente è quella del "passo fisso ortodosso", e la curva di potenza massima erogabile.
Nell' area delimitata da queste due curve c'è veramente posto per tutto!!
L' overpropping fa bene ai motori e al portafoglio?
A questo punto, che l' "overpropping consapevole e ben gestito" (il migliore è quello offertoci dalle eliche autoregolanti, o al limite e in misura minore dalla Overdrive della Gori, per chi ha la pazienza di usarla) fa bene anche ai motori, oltre che alla silenziosità e al consumo, lo sostengono più o meno timidamente in molti.
Certo è che la riduzione dei consumi e il conseguente risparmio monetario è consistente.
Ognuno si faccia i suoi conti, ma anche ipotizzando un risparmio medio di carburante di "solo" il 15 % (secondo me è di più, ma, come vi sarete resi conto, nelle mie prese di posizione pubbliche sono cauto) e ipotizzando un motore che con elica normale consuma 5 litri/ora, il risparmio è di 0,75 litri, pari a certamente più di un euro ogni ora. Dopo 4000 ore ho risparmiato dai 4000 ai 5000 euro. Con meno rumore nelle orecchie. Se per il motore tutto questo fosse stato indifferente, mi intasco il risparmio. Se invece, come molti cominciano a sostenere, il motore sta pure meglio, meglio anche per me. Nell' ipotesi peggiore, che sia Calder, sia Gudmundsson, sia il mio meccanico che parla con i motori avessero tutti torto, e che il motore fosse più usurato del normale (ma anche normalmente dopo 4000 ore non sarebbe proprio nuovissimo!), ho già accantonato qualche soldo per una revisione.
Io ho sempre avuto eliche leggermente sovraccaricate. Prima la Gori standard di un VP 2003 28 hp su Dehler 38 (era Dehler stesso, d'accordo con VP, che la forniva sovraccarica), poi su un Oceanis 500, con la Max Prop di un grosso Perkins portato da me fino a 5000 ore, e seguito a distanza tramite chi mi ha comprato la barca fino a quasi 6000 ore. In entrambi i casi, niente da segnalare.
Con il materiale che ho adesso è sempre presto per redigere consuntivi di usura.
Non so se le case costruttrici hanno fatto test di sfinimento; con queste ultime eliche no, perchè sono relativamente recenti, con eliche tradizionali leggermente sovraccariche probabilmente si, e probabilmente sono stati confortanti, visto quello che ricordo consigliava Volvo Penta e che Calder conferma. Certo è che eliche a passo fisso sovradimensionate devono essere gestite con consapevolezza, attenzione e cautela, e considerato il fenomeno del charter e della sciaguratezza dei charteristi non mi meraviglia che le case costruttrici adesso non incentivino più queste soluzioni.
Bisognerà vedere come reagiranno a una eventuale diffusione di massa di queste eliche autoregolanti, che tra gli altri pregi sono pure "dummyproof", a prova di cretino.
Titoli di coda
Infine, un'elica non è solo giri, velocità, consumo, usura del motore. Come abbiamo detto è anche silenziosità, e poi ancora vibrazioni, spinta in manovra (che era il tema iniziale proposto da Sundurighi in questo 3D. ... Sundurighi, hai fatto una domandina semplice semplice, guarda cosa mai è uscito dallo stagno per un sassolino: rosponi, il mostro di Loch Ness, Ottobre Rosso...), effetto evolutivo, costo di acquisto, resistenza alla corrosione.
Temi che non è il caso di affrontare quì, perlomeno non adesso.
ZZZZzzzzzzzz.....
Qualcuno è arrivato in fondo sveglio?
Attendo conforto, correzioni ecc.
Saluti.
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