L'ondeggiamento si riferisce al movimento verticale di una nave o di una piattaforma causato dalle onde oceaniche. A differenza del beccheggio o del rollio, che comportano un movimento rotatorio, l'ondeggiamento comporta uno spostamento verso l'alto e verso il basso. A differenza del beccheggio e del rollio, che comportano un movimento angolare, l'ondeggiamento è strettamente verticale. L'ondeggiamento è un fattore critico nella navigazione e nelle operazioni offshore. Un'ondulazione eccessiva può avere un impatto diretto sulla stabilità della nave, sulla precisione e sulla sicurezza dell'equipaggio.
L'altezza delle onde è il fattore principale che influenza l'ondulazione. Le onde più grandi generano uno spostamento verticale maggiore, aumentando l'ampiezza del moto. Anche il periodo delle onde influisce sulle caratteristiche dell'onda. Periodi più lunghi determinano un movimento verticale più uniforme, mentre periodi più brevi provocano oscillazioni rapide. La direzione delle onde modifica il modo in cui viene percepito il moto ondoso. Le onde che si avvicinano da prua o da poppa hanno un effetto diverso da quelle che colpiscono i lati. Anche il design della nave gioca un ruolo fondamentale nel modo in cui una nave risponde all'ondeggiamento. La forma dello scafo, il dislocamento e la distribuzione del peso determinano il modo in cui il moto viene assorbito.
L'ondeggiamento ha un impatto significativo sulla stabilità della nave. Le continue oscillazioni verticali influiscono sul comfort, sulle prestazioni delle attrezzature e sulla sicurezza. Per le navi più piccole, una forte ondulazione può creare condizioni pericolose. Nelle operazioni offshore, pone problemi alla stabilità delle piattaforme e delle trivellazioni. I movimenti verticali possono interferire con il funzionamento della stringa di perforazione e con l'ancoraggio al fondale marino. Sistemi di compensazione accurati sono quindi essenziali per le attività offshore.
Influisce anche sulla precisione della navigazione. Lo spostamento verticale influisce sul posizionamento preciso durante l'attracco, il rilievo o la costruzione. Il movimento disturba le misure GNSS e inerziali, rendendo necessarie correzioni avanzate. Un monitoraggio accurato è quindi fondamentale per il successo della missione.
I migliori metodi e tecnologie di misurazione dell'ondulazione
Strumenti di misura avanzati forniscono dati precisi. Accelerometri, sensori d'onda e unità di movimento forniscono un monitoraggio in tempo reale. La comprensione e la gestione del movimento verticale di una nave è essenziale per garantire la sicurezza, la stabilità e l'efficienza delle operazioni marittime e offshore.
Per correggere le discrepanze vengono utilizzati diversi metodi e tecnologie:
1 - Compensazione dell'onda in tempo reale
Sensori come accelerometri, giroscopi e INS GNSS misurano il movimento della nave in tempo reale. Il sistema calcola lo spostamento d'onda e applica immediatamente le correzioni alle apparecchiature, come gli ecoscandagli o i riser di perforazione.
2 - Elaborazione ritardata dell'onda
Alcuni sistemi avanzati utilizzano algoritmi di onda ritardata. Questi algoritmi elaborano i dati di movimento con un breve ritardo per migliorare la precisione. Questo metodo è particolarmente efficace in condizioni di onde irregolari.
3 - Compensazione attiva dell'ondulazione (AHC)
I sistemi AHC utilizzano attuatori idraulici o elettrici per contrastare fisicamente il movimento verticale. Sono ampiamente utilizzati su gru, impianti di perforazione e veicoli a comando remoto (ROV). Regolando continuamente la posizione dell'attrezzatura, mantengono la stabilità nonostante l'ondeggiamento indotto dalle onde.
4 - Compensazione passiva dell'ondeggiamento (PHC)
Il PHC si affida a sistemi meccanici come molle o smorzatori per assorbire queste forze. Pur essendo meno preciso dell'AHC, riduce l'impatto del moto nelle applicazioni in cui non è richiesta una compensazione completa.
5 - Sistemi di posizionamento dinamico (DP)
I sistemi DP integrano i dati con il controllo dei propulsori. Stabilizzano la posizione complessiva dell'imbarcazione e riducono gli effetti del moto. Se combinato con altri sensori, il DP migliora le prestazioni di stazionamento nelle operazioni offshore.
6 - Correzioni post-elaborazione
Nei rilievi idrografici, queste correzioni sono spesso applicate dopo la raccolta dei dati. I dati dei sensori di movimento vengono sincronizzati con le misure sonar o lidar. Il software rimuove quindi gli effetti dell'ondulazione per produrre mappe batimetriche accurate.
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