RV FLIP è l’unica nave al mondo in grado di passare dalla posizione orizzontale a quella verticale nel mezzo dell’oceano.
di Carla Devecchi
Immagina una nave capace di trasformarsi in un grattacielo galleggiante in mezzo all’oceano, un monumento ingegneristico sospeso tra cielo e mare. Negli anni ’60, due brillanti scienziati, Fred Fisher e Fred Spiess, realizzarono questa straordinaria visione, progettando presso il Marine Physical Laboratory dell’Università della California a San Diego, un’opera pionieristica nel campo della ricerca oceanografica: il FLIP, la FLoating Instrument Platform, una piattaforma rivoluzionaria senza precedenti.
La storia della FLIP
La necessità di una piattaforma stabile e resiliente emerse dalle ricerche della Marina statunitense, che negli anni della Guerra Fredda era impegnata nello sviluppo di tecnologie sottomarine, inclusi strumenti per la rilevazione di sommergibili nemici. Gli scienziati cercavano una struttura che potesse rimanere immobile nelle turbolente acque oceaniche, per condurre misurazioni e test con la massima precisione. Ispirandosi ai dispositivi galleggianti sottili conosciuti come “spar buoys”, Fisher e Spiess disegnarono un prototipo dalle linee essenziali e resistenti. Il design iniziale venne modellato da un oggetto inaspettato: una mazza da baseball Louisville Slugger, che rappresentava perfettamente l’equilibrio tra forma e funzione.
Quando fu varata nel 1962, la FLoating Instrument Platform era un’invenzione radicalmente innovativa. Alta 355 piedi, la FLIP non era una nave convenzionale, ma una piattaforma di ricerca creata appositamente per indagini scientifiche oceaniche. La sua struttura permetteva di essere trainata orizzontalmente in mare aperto e, una volta raggiunto il sito di studio, veniva “girata” verticalmente di 90 gradi, con 300 piedi immersi nell’acqua. Questa manovra spettacolare trasformava il FLIP in una boa gigante, una struttura slanciata ma robusta, in grado di rimanere immobile anche nelle condizioni meteorologiche più avverse, garantendo un ambiente ideale per esperimenti scientifici sensibili.
Nel corso dei decenni, la FLIP si è affermata come un elemento distintivo dell’oceanografia, diventando un simbolo per Scripps Institution of Oceanography e l’Office of Naval Research, che ne erano i proprietari. Questa piattaforma ha continuato a giocare un ruolo cruciale nella ricerca oceanografica per oltre cinquant’anni, servendo come laboratorio stabile per missioni di acustica oceanica, studi sui mammiferi marini, meteorologia, geofisica e persino esperimenti di propagazione laser. Nonostante la morte dei suoi ideatori, Spiess e Fisher, l’eredità del FLIP è rimasta viva, continuando a rappresentare una risorsa unica nel panorama scientifico mondiale.
La lunga carriera della FLIP
Il dott. Frank Herr, capo del dipartimento Ocean Battlespace Sensing dell’Office of Naval Research, ha sottolineato l’importanza di questa straordinaria piattaforma: “Negli ultimi 50 anni, FLIP ha supportato una miriade di obiettivi di ricerca di base e applicata, contribuendo significativamente a migliorare le capacità di combattimento navale durante l’era della Guerra Fredda. Questa piattaforma di ricerca unica e preziosa continua a sostenere gli obiettivi della Marina nello sviluppo scientifico e tecnologico per il 21° secolo.”
FLIP non era solo un vascello, ma un vero e proprio strumento di indagine oceanica, in grado di trasformare profondamente il modo in cui si svolgevano le ricerche in mare aperto. Oltre ai progetti militari, ha fornito un contributo inestimabile a numerose altre discipline scientifiche, spaziando dallo studio della propagazione del suono sottomarino a quello dei comportamenti dei mammiferi marini, fino a rilevamenti di geofisica e di dinamiche delle correnti oceaniche.
Attraccato solitamente nella baia di San Diego, accanto alla flotta di ricerca di Scripps, il FLIP era diventato una visione familiare per chi lavorava nel settore, ma il suo aspetto insolito e la capacità di “ribaltarsi” lo hanno reso una vera e propria curiosità globale, suscitando l’interesse dei media e apparendo in numerosi documentari internazionali.
Sebbene il FLIP abbia concluso la sua lunga carriera nell’agosto 2023, quando è stato dismesso e trasportato in un impianto di smantellamento e riciclaggio, la sua leggenda continua a vivere. Per decenni, ha rappresentato la frontiera più avanzata della ricerca oceanografica, sfidando le onde e offrendo un ambiente stabile in cui scienziati di ogni parte del mondo hanno potuto esplorare i misteri degli abissi marini. La sua storia resterà impressa non solo nei libri di scienza, ma anche nella memoria collettiva di tutti coloro che hanno partecipato alla sua straordinaria missione.
Il progetto
Il FLIP è stato sviluppato come risposta alla necessità della Marina degli Stati Uniti di una piattaforma estremamente stabile, capace di effettuare misurazioni precise delle fluttuazioni di fase e ampiezza delle onde sonore per il programma SUBROC (SUBmarine ROCket). Il principale obiettivo era monitorare la precisione della direzione acustica, particolarmente a lunghe distanze nelle zone di convergenza dell’oceano. In tali contesti, i gradienti orizzontali di temperatura e salinità, così come la topografia irregolare del fondale marino, potevano influire significativamente sulla direzione acustica e introdurre errori. Per la Marina, era cruciale acquisire dati estremamente precisi per comprendere l’effetto di questi gradienti e delle fluttuazioni ambientali.
Alla fine degli anni ’50, Fred N. Spiess e Fred H. Fisher si impegnarono a risolvere questi complessi problemi attraverso un intenso lavoro sperimentale. Spiess si concentrò sull’analisi dell’influenza della topografia del fondale marino sui percorsi acustici. Fisher esaminò l’effetto dei gradienti orizzontali di temperatura e salinità e le fluttuazioni ambientali, che potevano influenzare la precisione delle rilevazioni acustiche. Per condurre le sue misurazioni, Fisher inizialmente utilizzò il sottomarino di ricerca USS BAYA (AGSS 318), partecipando alle missioni insieme a Frank Hale e Henry Westfall del Navy Electronics Laboratory (NEL).
Nonostante l’uso del sottomarino BAYA, che era equipaggiato con bracci idrofonici di 100 piedi di estensione, emerse presto che il sottomarino non era una piattaforma adatta per queste rilevazioni. L’imbardata del sottomarino, dovuta all’azione delle onde, causava movimenti troppo ampi, compromettendo la precisione delle misurazioni. Inoltre, non era possibile ottenere un riferimento ottico o elettromagnetico soddisfacente a quella profondità, rendendo ancora più difficili le misurazioni delle fluttuazioni di orientamento e di propagazione acustica.
L’intuizione innovativa
Di fronte a queste difficoltà, nel gennaio del 1960, Fisher descrisse la situazione a Fred Spiess. Fu in quell’occasione che Spiess ricordò un’idea di Allyn Vine, del Woods Hole Oceanographic Institution. Vine, osservando un semplice mop della Marina galleggiare in acque agitate, aveva avuto un’intuizione: un oggetto lungo e stretto, se posizionato verticalmente in acqua, poteva essere molto più stabile di una nave o di un sottomarino orizzontale. Questo tipo di struttura sarebbe stato ideale per mantenere la piattaforma immobile, consentendo di effettuare misurazioni acustiche precise nelle profondità marine e, allo stesso tempo, confrontarle con dati raccolti sopra la superficie, come segnali ottici o elettromagnetici.
Questo spunto portò Fisher e Spiess a considerare l’idea di capovolgere un sottomarino per ottenere una stabilità superiore, ma dopo ulteriori valutazioni decisero che convertire un sottomarino esistente non sarebbe stato pratico. Invece, decisero di progettare una piattaforma completamente nuova da zero. L’idea si evolse nella progettazione di una boa a longherone con equipaggio, una struttura progettata per galleggiare in verticale e fornire la stabilità necessaria per misurare con precisione la direzione delle onde sonore e le loro fluttuazioni su piccola scala.
Il risultato di questa visione innovativa fu la creazione del FLIP, una piattaforma di ricerca che ha ridefinito la capacità di studiare dinamiche acustiche oceaniche. FLIP poteva essere trainata orizzontalmente in mare aperto e poi “ribaltata” verticalmente, con la maggior parte della sua lunghezza sommersa, permettendo misurazioni stabili anche nelle condizioni oceaniche più avverse. Grazie alla sua straordinaria stabilità, FLIP divenne lo strumento ideale per studi avanzati sulla propagazione acustica, influenze ambientali e molti altri campi della ricerca oceanografica.
I requisiti della FLIP
I requisiti originali stabiliti per la piattaforma erano:
- avere un pescaggio di 300 piedi per montare gli idrofoni;
- essere acusticamente silenziosa (ciò ha portato alla necessità che lo scafo fosse completamente allagato nella zona vicina agli idrofoni per evitare riflessioni acustiche);
- avere un elevato grado di rigidità torsionale, per cui la posizione degli idrofoni alla profondità di 300 piedi sarebbe nota rispetto a un punto di riferimento ottico in laboratorio sopra l’acqua;
- avere un laboratorio elettronico sopra la superficie acquatica da cui potrebbe essere mantenuto il contatto visivo, radio e radar con una nave di superficie; e
- poter essere attraccato a un molo in cui il pescaggio dovrebbe poter essere basso, pari a soli 15 piedi.
Fred Fisher ha condotto studi estremamente dettagliati utilizzando modelli in scala 1/10 con varie configurazioni per sviluppare l’operazione di ribaltamento del FLIP. L’idea di base era piuttosto semplice: allagare i serbatoi aprendo le valvole per sfiatare i serbatoi di controllo, consentendo così il ribaltamento della piattaforma. Tuttavia, durante gli studi emerse che, per eseguire un’operazione di ribaltamento sicura ed efficace, era necessario un serbatoio rigido, capace di resistere alla piena pressione differenziale. Senza un serbatoio di questo tipo, il rischio era che la piattaforma potesse immergersi troppo rapidamente, quando i serbatoi si allagavano senza controllo.
Fisher e il suo team compresero che dividendo un serbatoio rigido in sezioni superiore e inferiore, e aggiungendo una zavorra strategica nella chiglia orizzontale, si poteva garantire un ribaltamento controllato e sicuro. Questa intuizione tecnica ha posto le basi per l’operazione di ribaltamento del FLIP, che lo avrebbe reso una delle piattaforme di ricerca oceanografica più innovative e stabili mai costruite.
La realizzazione
Il Marine Physical Laboratory (MPL) ha proseguito con la progettazione dettagliata del FLIP, conducendo test di modelli in scala e supervisionando la sua costruzione. La costruzione del FLIP è stata incredibilmente rapida: è stata completata in soli sei mesi. Il 22 giugno 1962, la piattaforma, a grandezza naturale, fu varata presso il cantiere della Gunderson Brothers Engineering Corporation a Portland, Oregon. Nonostante la complessità del progetto, il costo totale della costruzione è stato inferiore ai $600.000, una cifra sorprendentemente contenuta data l’importanza e l’innovatività del FLIP.
Il 23 luglio 1962, il FLIP è stato testato per la prima volta nella Dabob Bay, nel canale di Hood, nello stato di Washington. I test dell’operazione di ribaltamento sono stati completati con successo, dimostrando la validità del design e della sua capacità di funzionare come piattaforma stabile. Successivamente, il FLIP è stato rimorchiato a San Diego, dove ha iniziato la sua attività operativa nel settembre dello stesso anno.
Nel corso degli anni, il FLIP ha partecipato a numerose missioni di ricerca, con dispiegamenti nel Pacifico, fino alle Hawaii, e un importante dispiegamento nell’Atlantico. Sebbene inizialmente fosse una piattaforma per la ricerca acustica, le sue potenzialità si sono rivelate ben oltre le aspettative. Il FLIP è diventato uno strumento polivalente, utilizzato per la ricerca in molteplici discipline, tra cui l’oceanografia fisica, la meteorologia, la geofisica e persino la biologia marina. La versatilità e la stabilità della piattaforma ne hanno fatto un punto di riferimento per gli studi scientifici sull’oceano superiore, consentendo ai ricercatori di ottenere dati senza precedenti e contribuendo in modo significativo al progresso della scienza oceanica.
Manutenzione
Nel 1994, l’Office of Naval Research ha finanziato una grande operazione di Maintenance Availability per il FLIP. I lavori sono iniziati al Campbell Shipyard, San Diego, nel dicembre 1994 e si sono conclusi dopo una prova in mare il 19 gennaio 1996. Durante il periodo di manutenzione, FLIP ha continuato a supportare operazioni di ricerca.
Durante la pianificazione dell’operazione, i manutentori hanno stabilito delle priorità per le riparazioni, gli aggiornamenti e la manutenzione. Queste priorità includevano: riparazioni strutturali, requisiti di sicurezza, aggiornamenti per conformarsi alle normative federali e statali, e miglioramenti per l’abitabilità e l’affidabilità dei materiali. Tutti questi obiettivi sono stati raggiunti con successo.
Le carenze strutturali rilevate dagli ingegneri del Carderock NSWC durante un’ispezione del 1993 sono state corrette, tra cui riparazioni alla struttura interna dello scafo, la sostituzione di sezioni del ponte esterno e di sei prese d’aria, e la sostituzione di diverse sezioni delle tubature interne per l’aria e l’acqua.
I miglioramenti apportati
La sicurezza è stata migliorata con un importante aggiornamento del sistema elettrico, l’installazione di un portello di fuga nel serbatoio 10, riparazioni al braccio e al verricello, l’installazione di un sistema di monitoraggio dei macchinari, un sistema antincendio principale e un sistema di drenaggio più affidabile. FLIP si è adeguato alle normative esistenti anche grazie all’installazione di sistemi di sanitizzazione, di annunci generali e la rimozione delle strutture in legno.
I materiali sono diventati più affidabili con la revisione di tutti i motori e generatori, dei compressori d’aria, del sistema di condizionamento, la sostituzione del radar e del sistema di drenaggio, la revisione di tutte le valvole e delle tubature, e la sostituzione del produttore di acqua.
I miglioramenti all’abitabilità includevano nuove attrezzature per la cucina, nuove cuccette con materassi approvati dalla Guardia Costiera, la sostituzione di tutti gli armadietti in legno con armadietti in alluminio, nuove piastrelle per il ponte e un nuovo isolamento in tutti i compartimenti abitativi.
Dopo il completamento della Maintenance Availability nel 1996, FLIP è diventato una piattaforma più sicura ed efficiente per condurre ricerche oceanografiche. Inoltre, pur rimanendo una piattaforma di ricerca non ispezionata, ora soddisfa le principali normative della Guardia Costiera per le piattaforme oceaniche. Con l’implementazione di un programma di manutenzione preventiva continua, la vita operativa di FLIP si è estesa indefinitamente.
Dal 1996, è nato un programma di ispezione e manutenzione preventiva, che include ispezioni annuali dei serbatoi e la revisione dei serbatoi di zavorra. Questo programma ha mantenuto FLIP in uno stato elevato di prontezza operativa. FLIP è stato sottoposto a normali operazioni di carenaggio nel bacino galleggiante USS ARCO ARDM 5 nel 2001, 2003, 2006 e 2010.
L’ultima operazione della FLIP
L’ultima operazione di carenaggio si è svolta dal 18 giugno al 18 luglio 2013. Durante il carenaggio del 2010, i rappresentanti di Glosten Associates Naval Architects & Marine Engineers di Seattle, hanno ispezionato dettagliatamente FLIP, includendo la misurazione dello spessore dello scafo. L’ispezione ha confermato che il FLIP era in eccellenti condizioni materiali e in grado di continuare a supportare la ricerca oceanografica.
Nel 2023, tuttavia, FLIP è stato dismesso e trasportato in un impianto di smantellamento e riciclaggio. I revisori hanno stabilito che i costi di ristrutturazione non erano giustificati.
