Conversione di un Hard-top di 20m con propulsione diesel entrobordo in linea d’asse a propulsione fuoribordo hydrogen-based

Abstract

La crescente urgenza di decarbonizzare il settore marittimo, in linea con le rigide normative IMO e il Green Deal europeo, impone lo sviluppo di soluzioni propulsive sostenibili anche nel diporto nautico. Il presente lavoro di tesi esplora la fattibilità ingegneristica della conversione di un motor-yacht Hard-top di 20 metri, passando da una tradizionale propulsione diesel entrobordo in linea d'asse a un’innovativa configurazione con motori fuoribordo a combustione interna alimentati a idrogeno (H2-ICE). L'attività progettuale ha previsto la riorganizzazione dei volumi di bordo, convertendo l'originaria sala macchine in un locale tecnico dedicato allo stoccaggio di bombole in materiale composito a 700 bar e banchi batterie per i servizi. Sono state condotte analisi comparative rigorose su pesi, coordinate baricentriche, stabilità intatta, resistenza ed emissioni, in stretta ottemperanza al Codice IGF. I risultati ottenuti dimostrano la validità tecnica del retrofit, certificando un abbattimento della CO2 equivalente superiore al 90% mediante l'impiego di idrogeno verde. Il compromesso ingegneristico risiede nella bassa densità volumetrica del gas, che comporta una riduzione della velocità massima (22,7 nodi) e dell'autonomia operativa (circa 90 miglia), trasformando di fatto il profilo di missione dell'imbarcazione in un Luxury Day-Cruiser a zero emissioni.

The growing urgency to decarbonize the maritime sector, in alignment with strict IMO regulations and the European Green Deal, necessitates the development of sustainable propulsion solutions for the recreational boating industry as well. This thesis explores the engineering feasibility of converting a 20-meter hard-top motor yacht from a traditional shaft-line diesel propulsion system to an innovative configuration featuring hydrogen-fueled internal combustion outboard engines (H2-ICE). The design process involved reconfiguring the vessel's internal layout, converting the original engine room into a technical space dedicated to housing 700-bar composite storage tanks and battery banks for auxiliary systems. Rigorous comparative analyses were conducted regarding weight, center of gravity coordinates, intact stability, hydrodynamic resistance, and emissions, in strict compliance with the IGF Code. The results demonstrate the technical viability of the retrofit, confirming a reduction in CO2-equivalent emissions of over 90% through the use of green hydrogen. The engineering trade-off stems from the gas's low volumetric density, resulting in reduced maximum speed (22.7 knots) and operational range (approximately 90 nautical miles), effectively transforming the vessel's mission profile into that of a zero-emission luxury day-cruiser.