Allo Schlitterbahn Waterpark sull'isola di Galveston, fuori Houston, i visitatori del parco adorano il Massiv Monster Blaster alto 81 piedi, che gira, gira e cade per più di 900 piedi. Non solo lo scivolo è divertente: l'attrazione di WhiteWater sfrutta anche la tecnologia ad alta efficienza energetica che riduce l'impronta di carbonio del parco e abbassa le bollette.
Tradizionalmente, i getti che alimentano gli ospiti in salita su giostre come il Massiv Monster Blaster funzionano continuamente e pompano acqua senza sosta. Nel tentativo di ridurre l'impatto dei getti, WhiteWater ha introdotto un algoritmo proprietario di risparmio energetico e ha sfruttato gli azionamenti a frequenza variabile (VFD) prontamente disponibili per regolare dinamicamente la velocità della pompa mentre la corsa è in funzione. Questo Smart Blast riduce il consumo energetico di oltre il 50%.
"Il nuovo sistema consente un notevole risparmio di energia aumentando la velocità del motore solo quando è necessario per guidare i ciclisti in salita", afferma Kelly Williams, responsabile dei sistemi di prodotto WhiteWater. "Riduce inoltre l'usura delle apparecchiature meccaniche ed è più efficiente dal punto di vista energetico perché il motore non funziona costantemente alla velocità massima impostata."
WhiteWater’s Smart Blast is a proprietary system for specific rides. The innovation won an IAAPA Brass Ring Award for Best New Product Technology Applied to Amusements in 2016. But the underlying technology—VFDs and their sister product, variable speed pumps (VSPs)—are off-the-shelf systems that any attraction can use to reduce energy and water consumption. They can be installed on new purchases, retrofitted for older slides, and installed in wave pools.
"Le pompe a velocità variabile e gli azionamenti a frequenza variabile offrono un approccio trasformativo all'efficienza energetica e alla sostenibilità", sottolinea Dan Thomas, direttore dello sviluppo prodotto di ProSlide. “Investire in VSP o VFD consente di risparmiare sui costi e dimostra un impegno per la tutela dell’ambiente e la gestione responsabile delle risorse”.
Risparmiare denaro è verde
La maggior parte dei sistemi di acquascivoli pompano l'acqua a una velocità fissa. "Puoi solo strozzare l'uscita", afferma Williams. Alcuni parchi installano valvole a farfalla per limitare il flusso d’acqua, ma Williams paragona questo a “premere il pedale dell’acceleratore e il freno allo stesso tempo”.
I VFD e i VSP, al contrario, si basano su magneti fissati a un rotore per generare un campo magnetico costante. Regolano la velocità del motore per soddisfare la domanda e consentire un controllo preciso sul funzionamento dell'attrezzatura.
"Si ottengono i vantaggi di un motore CA (corrente alternata) in termini di densità di potenza e affidabilità, oltre ai vantaggi di un motore CC (corrente continua) grazie alla possibilità di modificare la velocità", spiega Williams. “Ciò si traduce in un enorme risparmio energetico durante la vita utile dell’attrazione.”
I sistemi a velocità variabile offrono anche numerosi vantaggi aggiuntivi. Sono più silenziosi e aiutano a gestire i picchi di domanda energetica riducendo i picchi improvvisi nel consumo energetico. Inoltre, le parti e i sistemi durano più a lungo perché c'è meno pressione sulle guarnizioni, minore coppia del motore e meno corrente. Le pompe stesse si consumano meno rapidamente perché spingono incontrando meno resistenza. Inoltre, c’è meno calore e meno gas serra.
"Il funzionamento a velocità inferiori riduce lo stress sui componenti della pompa, prolungandone la durata e riducendo le esigenze di manutenzione", spiega Thomas.
“I VSP possono anche aiutare a regolare il flusso d’acqua in modo più efficiente, riducendo gli sprechi e promuovendo un uso sostenibile dell’acqua”.
"I VFD possono essere adattati a quasi tutti i prodotti, di tutti i fornitori, con un'immediata riduzione della potenza", afferma Williams. “Cercando modi per implementare la nuova tecnologia sugli scivoli più vecchi, i parchi possono trovare opportunità per ridurre il consumo di elettricità eliminando le valvole a farfalla. Facendo un ulteriore passo avanti, i parchi possono ridurre il consumo di acqua abbassando una pompa al flusso minimo quando l’attrazione è inattiva e in attesa di visitatori”.
Colpi d'ariete
Un potenziale svantaggio dell'installazione dei VFD è che possono verificarsi picchi di pressione quando viene utilizzata una singola pompa per fornire acqua a più ugelli, iniettori o giocattoli. Se una qualsiasi delle uscite dell'acqua viene improvvisamente chiusa o rallentata in modo significativo, l'aria entra nel sistema. Quando viene riacceso, può verificarsi un'onda d'urto di pressione, o "colpo d'ariete", quando l'acqua raggiunge nuovamente l'uscita e l'aria lascia il sistema. Ciò può portare alla rottura dei tubi e al danneggiamento delle guarnizioni.
"I VFD sono ancora utili nelle applicazioni condivise", spiega Williams. “Ma questo limita il loro valore perché l’acqua deve continuare a scorrere attraverso ogni sbocco. Questo è il motivo per cui tendiamo a consigliare una pompa per ugello nelle applicazioni a rendimento più elevato”.
Spese in conto capitale
Come molti investimenti ecologici, dai filtri a basso consumo di carburante ai rivestimenti rifrangenti del tetto, il più grande svantaggio dei sistemi a velocità variabile è spesso il costo iniziale, che può essere significativamente più elevato rispetto alle tradizionali pompe a velocità fissa.
Nel tempo, però, le attrazioni che investono nella tecnologia verde raccolgono risparmi. Nel caso dei sistemi a velocità variabile, la quantificazione di questi risparmi dipende da diversi fattori, tra cui la dimensione delle pompe, le ore di funzionamento, l’altezza della torre e il costo per kilowattora nel luogo in cui si trova l’attrazione acquatica.
Le ragioni per installare sistemi a velocità variabile nelle piscine con onde e surf potrebbero essere ancora più forti. In queste attrazioni le pompe convogliano l'aria compressa in una camera a onde per spingere l'acqua verso il basso e creare modelli di onde. "Non è necessario che la pompa funzioni al massimo", afferma Williams, anche se questa è la norma nelle piscine che non dispongono di sistemi a velocità variabile. “Con un VFD e un sistema di controllo, puoi tornare indietro. Si tratta di un risparmio energetico immediato. Noterai una significativa riduzione della tua prima bolletta elettrica.
"Ho perso il conto di quante volte i clienti mi hanno detto: 'Non posso credere che non l'abbiamo fatto prima!'", afferma Keith Campden, ingegnere meccatronico della WhiteWater, ora in pensione. "C'è un motivo molto convincente per aggiornare le piscine a onde con VFD."
Nonostante questi risparmi, i team addetti agli acquisti potrebbero essere riluttanti ad aumentare le spese in conto capitale. Lo stesso non vale per le squadre operative. Sono spesso responsabili dei costi ricorrenti e, quindi, sono più propensi ad avere una visione diversa. Per questo motivo, Williams consiglia che sia i team operativi che quelli di acquisto si trovino nella stessa stanza quando si prendono importanti decisioni di acquisto.