Motori per piccole barche vela: come scegliere

Rilancio in Italiano un articolo in due puntate che Cristian Pilo ha pubblicato in inglese sul suo sito Modernwoodenboat, Cristian prende in esame le variabili, compresi i costi, che conducono alla scelta di un motore per la propria barca.

Di Cristian Pilo – I miei progetti spesso riguardano piccole barche a vela, sino ai 30 piedi circa, in imbarcazioni simili la scelta della motorizzazione ha un impatto piuttosto pesante sul progetto da vari punti di vista: costi, affidabilità, pesi a bordo, efficienza e sicurezza in mare del sistema propulsivo.

Ci sono allo stato attuale tre opzioni principali per motorizzare una piccola (o non così piccola, vedi Hirundo 750 e Petrel 28) barca a vela:

• motore entrobordo diesel, sia con trasmissione saildrive che in linea d’asse
• motore fuoribordo montato su un apposito supporto a poppa
• motore elettrico, sia nella versione “fuoribordo” per le potenze più leggere, che in allestimenti entrobordo con linea d’asse o saildrive

Sino a vent’anni fa questa tripla scelta semplicemente non esisteva: I piccoli motori fuoribordo 2 tempi erano umoristicamente inaffidabili (sul J24 noi uscivamo dal porto a vela perché eravamo SICURI che il macilento motore ci avrebbe piantati sul più bello, regalandoci indimenticabili attimi di pura adrenalina), i motori elettrici semplicemente non c’erano, quindi l’unica scelta era il piccolo entrobordo diesel.

Oggi le cose sono decisamente diverse: I piccoli fuoribordo 4 tempi sono dei gioiellini di precisione meccanica ed efficienza, i motori elettrici stanno diventando una realtà sempre più diffusa anno dopo anno, e dall’altra parte i motori diesel entrobordo sono rimasti un po’ a guardare, ancorati a modelli e tecnologie non così differenti da 20 anni fa, ma rimangono comunque dei “muli” eccezionali.

Consideriamo alcuni parametri di scelta:

Costi dei Motori per piccole barche

Il costo del motore e relativi impianti ha un impatto drammatico sul budget totale di un progetto per autocostruttori, ramo del quale mi occupo, budget che vanno dai 20-27 mila euro per barche come Hirundo 750 o Petrel 28 a cifre sostanzialmente più basse per unità più piccole (idea 19, idea 21); vediamo quanto drammatico:

• motore fuoribordo 10 HP 4 tempi: il costo va sui 2700 € iva inclusa, può essere acquistato praticamente ovunque, i costi addizionali sono piuttosto bassi: un serbatoio in plastica dedicato, e relativi tubi di collegamento, un supporto commerciale per il montaggio a poppa, qualche dado e bullone inox, e abbiamo tutto quello che ci serve per la nostra motorizzazione; se la nostra unità è leggera e possiamo utilizzare un 5 HP, il costo del motore scende a circa 1600 €; c’è inoltre un vasto mercato dell’usato (attenti a certi pezzi d’archeologia che si trovano di seconda mano…)
• motori entrobordo diesel: le cose si fanno serie per il nostro portafoglio: un motore da 10 HP nuovo con trasmissione saildrive costa circa 7500-8500 €, lo stesso motore in versione linea d’asse costa, motore e invertitore, 5600-6500€ al quale dobbiamo aggiungere linea d’asse, tenute, braccetto, elica etc etc.; inoltre installare correttamente una trasmissione in linea d’asse non è una cosa banale, ci serve un meccanico in gamba; inoltre un motore diesel richiede dei sistemi ausiliari: batteria dedicata per l’avviamento e relativi cablaggi, scarico, serbatoio e filtro per diesel; in questo caso passare a motori da 20 HP (ottima scelta per il Petrel 28, come è emerso dalle barche in acqua) provoca un lievitare di costi di circa 2000€
• motori elettrici: i piccoli fuoribordo in grado di spingere barchette come una idea 19 o un first 21, classe 1kW circa) costano circa 3000 €, compresa una indispensabile, secondo me, batteria di rispetto (700-900€); i motori per barche più grandicelle, 25-28 piedi, vanno sui 3700 € per il solo motore, più circa 2000-2500 € per un pacco batterie AGM che garantisca almeno due ore di autonomia a piena potenza, parecchio più costosi di un FB da 10-15 HP ma non distanti dal costo dei “muli” entrobordo diesel
• costi correlati all’uso: principalmente carburante: su motori piccoli sono spese piuttosto trascurabili, con consumi orari dell’ordine di pochi litri /ora (tipicamente 2-3 l/h per un entrobordo diesel 10 HP e 1,5 l/h per un fuoribordo 5 HP); nel caso dei motori elettrici la carica del pacco batterie è praticamente gratis se avete un allaccio alla corrente nel vostro ormeggio
• manutenzione: i piccoli fuoribordo possono essere rimossi con relativa facilità, per essere portati da un meccanico, o per farvi la manutenzione in giardino, stesso discorso vale per motori elettrici (anche entrobordo, una volta scollegati dalla trasmissione il motore in se pesa ragionevolmente poco); dall’altro lato, smontare e rimuovere un motore entrobordo diesel è un più che discreto mal di testa (mode eufemismo: on), ragion per la quale le manutenzioni si fanno (spesso scomodamente) a bordo, salvo manutenzioni straordinarie o rimotorizzazioni.
• Affidabilità:
• Le barche a vela sono fatte per andare a vela, ogni velista conosce e ama il momento nel quale si mettono a segno le vele e si spegne il motore, ma ci sono una serie di circostanze nella quali dobbiamo “strucar” il motore, e altre nella quali dobbiamo anche darci dentro con il medesimo; forti correnti di marea, venti forti e mare perfettamente in prua (e magari barche che non sono dei mostri di bolina…), bonacce totali, o peggio “mare morto” con bonacce e mare formato, emergenze dovute ad avarie a bordo o altro; insomma ci serve un motore affidabile del quale ci possiamo fidare; non mi interessa qui considerare la situazione “normale” della smotorata di 10-20 minuti per uscire dal porto e mettere su le vele con aria e mare normali, per fare questo qualsiasi motore va bene;

Quale motore scegliere

Per barche piccolette, diciamo sino ai 23 piedi io opterei per il motore elettrico come prima scelta e fuoribordo come seconda scelta, avendo cura di avere, nel caso di motore elettrico, un pacco batterie che mi garantisca una autonomia sufficiente, il che può rappresentare un problema non secondario (lo vedremo meglio nella seconda parte); per imbarcazioni più grandi, dai 23 ai 30 piedi, l’entrobordo diesel è una buona scelta, e diventa una scelta quasi obbligata se vi capita spesso di dover smotorare a lungo, in quest’ultima situazione il motore elettrico andrebbe anche benone, ma la scelta risulta compromessa dal peso del pacco batterie richiesto, o dal prezzo se optate per delle moderne eleggere batterie agli ioni di Litio (possono costare una percentuale moooolto alta del budget totale della vostra barca); i motori fuoribordo spesso soffrono di installazioni non adeguate, appesi a supporti approssimativi a poppa, con l’elica che finisce fuori dall’acqua ad ogni beccheggio un minimo pronunciato della barca, vanificando di fatto l’affidabilità del motore in sé; una installazione del fuoribordo in pozzetto (vedi foto), molto poco diffusa da noi, è a mio modesto parere una scelta piuttosto furba se l’ampiezza del pozzetto stesso lo permette;

A mio modesto parere questo è sicuramente il modo più intelligente per installare un motore fuoribordo se si ha un pozzetto spazioso: il motore è sulla linea centrale, l’elica è in un’ottima posizione e può funzionare anche con la barca sbandata, e se si deve lavorare sul motore lo si può fare nel pozzetto, non appendendosi fuoribordo nelle posizioni più strane.

Peso e spazio a bordo

Il risparmio di peso e volume sulle piccole barche a vela è sempre un argomento importante da considerare; in base al peso puro, i piccoli motori fuoribordo sono semplicemente imbattibili; un motore a 4 tempi da 5 CV pesa 27 kg (circa 50 libbre), un più potente da 10 CV pesa circa 45 kg (100 libbre) inclusa la batteria, il sistema di scarico e così via; un normale motore entrobordo diesel da 10-13 CV dotato di saildrive pesa 130 kg, senza batteria e sistema di scarico, un più potente da 20 CV pesa solo pochi kg in più, poiché la trasmissione, il basamento, il sistema di raffreddamento e le parti ausiliarie assorbono la maggior parte del peso del motore e sono più o meno gli stessi nella gamma da 10-30 CV; il tuo motore entrobordo diesel da 13 CV peserà circa 160 kg con tutti i sistemi correlati, una zavorra davvero enorme per un 21 piedi, ma non così enorme per un 26 piedi da crociera;

concentriamoci ora sul peso dei motori elettrici: qui il gioco è un po’ diverso poiché il motore in sé, sebbene potente, è piuttosto leggero, e l’80%-90% del peso dell’intero sistema è dato dal pacco batterie e quindi il peso del tuo propulsore dipende in gran parte dalla resistenza richiesta; giusto per fare qualche calcolo:

• un piccolo motore elettrico da 1000-1300 W di potenza offre prestazioni simili a un motore fuoribordo da 3 CV, quindi siamo nel segmento più leggero delle barche a vela, perfetto per IDEA 19 o simili, il suo peso inclusa una batteria di riserva di ricambio è di circa 15+5 kg, quindi nella stessa fascia di un motore fuoribordo, è un po’ più comodo da gestire poiché il peso del motore senza batteria è di circa 9 kg, davvero leggero e facile da maneggiare; in questa configurazione abbiamo circa 2,3-2,5 ore di autonomia che non è affatto male, per un normale utilizzo a “bassa intensità”;
• se andiamo al limite superiore della nostra gamma, 24-28 piedi, i pesi aumentano: un motore elettrico nella classe 4-5 kW è ciò che un Hirundo 750 merita; il motore è abbastanza leggero, 20 kg, ma richiede un pacco batterie di circa 230 kg per avere un’autonomia di 2-2,5 ore a pieno regime, basandosi sulla batteria al piombo AGM; puoi, grosso modo, dimezzare il peso e raddoppiare o triplicare il prezzo con un pacco batteria agli ioni di litio; quindi i motori elettrici sono un po’ come un camaleonte: sono leggeri come un fuoribordo finché devi alimentare barche davvero leggere per un breve periodo di tempo, sono pesanti come un motore entrobordo diesel se hai bisogno di più autonomia; se puoi accettare un’autonomia di un’ora sono una scelta davvero interessante poiché il loro peso sarà paragonabile a un motore diesel da 13 CV
• spazio a bordo: lo spazio a bordo è sempre una caratteristica importante sulle piccole barche a vela, spesso decisamente una seccatura, poiché normalmente si cerca di spremere ogni centimetro per aumentare il comfort…

I motori entrobordo Diesel sono piuttosto grandi e rumorosi, devono essere racchiusi in una sala macchine adeguatamente dimensionata (in pratica una scatola…) con abbastanza spazio attorno al motore per avere una buona circolazione dell’aria e un discreto isolamento acustico; nella barca più piccola questo è decisamente difficile da accettare senza sacrificare una buona percentuale di volume interno, mentre in un motore da 28 piedi la scatola motore può essere installata senza influenzare troppo i volumi abitabili, le cuccette, la cucina e così via; i motori fuoribordo concentrano molta spinta in motori molto piccoli, se li si monta su un supporto di poppa non occupano praticamente spazio a bordo, anche se possono influenzare l’assetto prua-poppa su piccole barche (troppo peso sullo specchio di poppa); le cose sono un po’ diverse se li si monta in un pozzetto, poiché questa soluzione può essere praticamente realizzata in pozzetti di grandi dimensioni; questo sarà probabilmente un ottimo compromesso tra costi e redditività su imbarcazioni come il Petrel 28; i motori elettrici di medie dimensioni sono probabilmente la scelta più intelligente considerando lo spazio a bordo, per un semplice fatto: è possibile separare il pacco batterie dal motore, montare il motore (che è piuttosto piccolo) nella sua posizione migliore, a seconda del modello di motore può essere sullo specchio di poppa o sotto lo scafo come unità saildrive, e posizionare il pacco batterie da qualche altra parte, prestando la massima attenzione al baricentro dell’imbarcazione, ovvero è possibile posizionare il pacco batterie il più in basso possibile (tipicamente in apposite scatole in sentina) e spostarlo avanti/indietro per regolare correttamente l’assetto dell’imbarcazione, cosa che non è possibile fare né con i motori entrobordo diesel né con quelli fuoribordo.

Resistenza

questa è probabilmente la caratteristica più esigente per i motori elettrici: allo stato attuale dell’arte sulle piccole imbarcazioni è molto difficile raggiungere una durata superiore a DUE-TRE ore con un pacco batterie ragionevolmente costoso (più una di scorta per i piccoli fuoribordo elettrici), mentre hai semplicemente bisogno di un economico serbatoio di benzina da 30 litri per far funzionare il tuo motore endotermico (sia fuoribordo che entrobordo) per circa NOVE-DIECI ore; in ogni caso se hai spesso bisogno di far funzionare i tuoi motori per diverse ore, opterei senza dubbio per un motore entrobordo. Naturalmente la storia è completamente diversa se hai un sistema di ricarica “verde” a bordo per il tuo pacco batterie (pannelli solari, idrogeneratore, piccoli mulini eolici e così via) e puoi caricarli in modo significativo mentre vai a vela, ma esploreremo questo nuovo entusiasmante mondo e le sue reali capacità in un futuro post dettagliato.

Tutto sommato, l’Endurance è il VERO tallone d’Achille dei motori elettrici, qui e ora.

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Un futuro elettrico?

Ci sono pochi dubbi sul fatto che i motori elettrici prenderanno piede nel prossimo futuro; sono affidabili, forniscono un’ottima spinta e possono avere almeno una discreta autonomia per imbarcazioni e tender molto piccoli; i loro limiti effettivi sono più legati alle caratteristiche dei pacchi batteria che ai motori stessi, quindi penso che quando l’industria automobilistica inizierà a produrre auto elettriche in grandi numeri, la tecnologia di ricarica e accumulo di energia farà rapidi progressi e l’industria nautica trarrà vantaggio da questa situazione anche per le barche a vela di medie e grandi dimensioni; questo tipo di imbarcazioni diventerà un complesso sistema di produzione, gestione e accumulo di energia, ma ne parleremo in un nuovo post; i motori diesel ad alta potenza ed energia saranno probabilmente imbattibili nel prossimo futuro solo per imbarcazioni di medie e grandi dimensioni che planano ad alta velocità e che richiedono una discreta autonomia.

Riassumendo:

Motori fuoribordo a benzina:

• PRO:
  • compatto e leggero
  • economico
  • buona resistenza in relazione alle dimensioni del serbatoio
  • facile manutenzione
• CONTRO:
  • non proprio dei cavalli da tiro su imbarcazioni pesanti
  • sicurezza in mare a seconda della posizione di montaggio
  • benzina a bordo (rischi di incendio legati ai vapori di benzina nei climi caldi)

Motori diesel entrobordo:

• PRO:
  • cavalli da lavoro super affidabili
  • può essere montato nella posizione migliore
  • buona resistenza in relazione alle dimensioni del serbatoio
• CONTRO:
  • costoso
  • pesante, soprattutto considerando barche a vela da 20-25 piedi
  • manutenzione non così semplice (deve essere fatta a bordo)

motori elettrici:

molto pesante (come motori entrobordo con pacchi batteria AGM di dimensioni decenti)

PRO:

buona spinta ed elevata efficienza

affidabile

possono essere facilmente maneggiati (staccati dal pacco batteria sono davvero leggeri)

CONTRO:

scarsa resistenza e difficile da aumentare

costoso