Impianti galleggianti: cosa sono e come funzionano le FPSO

Estrarre il petrolio e il gas non è semplice: per farlo esistono le piattaforme petrolifere, che però riescono ad arrivare in genere solo fino a 250 metri di profondità. Dal momento che i giacimenti più vicini alla superficie man mano vanno a esaurirsi, è necessario spingersi più in profondità. Per questo sono nate le FPSO (Floating Production Storage and Offloading, in italiano Unità galleggianti di produzione, stoccaggio e scarico), colossali unità galleggianti capaci di produrre e stoccare idrocarburi.

A prima vista una FPSO potrebbe sembrare una comune nave, ma in realtà è un impianto industriale autonomo e autosufficiente dal punto di vista energetico: una via di mezzo tra una nave e una piattaforma petrolifera. In questo video, vi portiamo virtualmente a bordo di una di queste strutture incredibili, per farvi vedere come funzionano.

Prima delle FPSO

Ma prima, facciamo un passo indietro nella storia. L'uomo conosce il petrolio dall'antichità, ma la corsa all'oro nero è iniziata davvero solo nel 1859, con il primo pozzo industriale a terra negli Stati Uniti. Le esplorazioni del fondale marino e l'offshore, invece, sono arrivati negli anni Venti, con le prime piattaforme petrolifere a pochi metri dalla costa.

Piattaforme che però presentavano degli evidenti limiti tecnici: erano infatti poco flessibili (essendo ancorate in un unico punto fisso) e in grado di operare a una profondità massima ridotta, di circa 250 metri, perché sorrette da strutture rigide che rischierebbero il collasso a profondità maggiori. Oltretutto, una volta che il giacimento si esauriva, le strutture fisse cementate nel fondale rimanevano lì. Anche se piattaforme di questo tipo vengono ancora utilizzate, a cavallo tra  gli anni '80 e '90 è nata un’idea: spostare tutto su una nave, la FPSO appunto, che viene ancorata al fondale marino a profondità maggiori e che si può spostare quando le operazioni di estrazione giungono al termine.

Qualche numero sulle FPSO

All'inizio si modificavano vecchie petroliere in FPSO, ma oggi questo tipo di navi viene proprio costruito da zero. Progettare e costruire una FPSO, però, non è per niente semplice: pensate che per realizzarne una servono circa 2 milioni di ore di progettazione e circa 25 milioni di ore di lavoro tra cantieri e officine.

Stiamo parlando di una nave davvero gigantesca, lunga oltre 350 metri, che può arrivare a pesare intorno alle 100.000 tonnellate. Al suo interno, ci sono circa 500 apparecchiature complesse, migliaia di tubazioni e chilometri di cavi: praticamente è una piccola città industriale che galleggia in mezzo al mare, dove lavora circa un centinaio di persone.

Com’è fatta una FPSO

Quello che vedete nel video è un modello di FPSO progettato e realizzato dall’azienda italiana Saipem, che si occupa appunto della costruzione di questi colossi.

Partiamo da un punto fondamentale: il pozzo c’è, ma non si trova a bordo. Viene realizzato da un mezzo di perforazione e poi, grazie alle tecnologie moderne, vengono installate le ”teste pozzo” direttamente sul fondale marino. Da qui, il petrolio o il gas risalgono attraverso dei tubi flessibili, i risers, fino alla nave. A bordo poi ci sono gli impianti di trattamento che tolgono le sostanze indesiderate per rendere il gas o il petrolio puri.

Infatti, quando il fluido esce dal pozzo non è solo petrolio, ma  una miscela di gas, acqua, greggio e altre sostanze. Per questo a bordo ci sono dei separatori multifase che dividono i componenti in base alla densità: il gas sale, il petrolio rimane al centro e l'acqua si deposita sul fondo. Il petrolio poi viene stoccato e l'acqua contaminata viene reiniettata nel pozzo, mentre il gas viene trattato, compresso e usato per produrre energia o inviato a terra per ulteriori trattamenti.

A bordo ci sono anche le gru, che servono per muovere materiali, macchinari e altri componenti pesanti. Ma c’è persino l’elisuperficie per l’arrivo dell’elicottero, dato che queste navi si trovano in genere a centinaia di chilometri lontano dalle coste.

Il segreto della stabilità: l’ancoraggio

Ma in caso di tempesta, quando il mare è mosso e le correnti sono forti, come fanno questi giganti a mantenere la propria stabilità?

Buttare giù l’ancora non basta. Nel video analizziamo i due sistemi di ancoraggio principali: il primo è lo spread mooring, dove la nave è vincolata da una serie di ancore disposte a raggiera sul fondale. La nave non può ruotare liberamente, ma viene orientata in base alla direzione prevalente di onde e correnti. Questo è un sistema adatto a profondità medio-basse e richiede circa un mese di tempo.

Poi c’è il sistema a torretta, che è più sofisticato ed è un sistema più sicuro in condizioni meteo variabili o estreme. La nave viene collegata a una torretta ancorata al fondale, che funziona come un perno centrale: così può ruotare su sé stessa seguendo vento, onde e correnti. I tubi flessibili che portano petrolio o gas, i risers, sono collegati alla torretta, che resta ferma mentre la nave gira.

C’è anche da tenere in conto una criticità importante, legata alla stabilità. Pensateci: quando viene caricata, tonnellate e tonnellate di prodotto entrano a bordo, e ciò modifica l’assetto della nave. Per gestire queste variazioni esistono i ballast tanks, dei serbatoi situati nello scafo: quando la nave è priva di carico, questi serbatoi vengono riempiti con acqua di mare. Man mano che la nave si carica, vengono progressivamente svuotati per mantenere la nave stabile ed equilibrata.

Oltre l'estrazione: il futuro della transizione

Sebbene da più di vent’anni l'obiettivo globale sia la transizione verso le rinnovabili, infrastrutture come queste rimangono fondamentali per garantire l'energia necessaria a industrie e abitazioni in questa fase intermedia. Inoltre, i loro utilizzi sono vari: infatti, possono trasformare il gas in forma liquida, diventare magazzini per la CO₂ e, forse un giorno, anche diventare data center galleggianti.