Un serbatoio di zavorra è una struttura aggiunta durante la costruzione di attrezzature acquatiche per fornire un punto di equilibrio regolabile. Comunemente utilizzato nella costruzione navale, nonché turbine eoliche galleggianti, piattaforme petrolifere e sottomarini, un serbatoio di zavorra può essere riempito con acqua per aggiungere o rimuovere peso. Questo peso consente a una nave a vela o una piattaforma acquatica di mantenere un livello specifico nell’acqua nonostante le diverse condizioni meteorologiche.
La funzione di un serbatoio di zavorra è controllata da una valvola Kingston e uno sfiato, che lavorano insieme in un sistema di controlli e bilance. Quando lo sfiato e la valvola sono entrambi aperti, l’acqua scorre nel serbatoio, fornendo zavorra. Quando viene aperta solo la valvola Kingston, la pressione dell’aria dello sfiato chiuso impedisce all’acqua di fuoriuscire. Questo pezzetto di fisica viene utilizzato dai piloti sottomarini in tempo di guerra. Tempi di immersione più rapidi sono possibili viaggiando in acque libere con la valvola Kingston aperta e le prese d’aria chiuse.
Nella costruzione navale, un serbatoio di zavorra è generalmente centrato nel punto più basso dello scafo. È possibile installare serbatoi supplementari di zavorra nelle posizioni di prua e di poppa o sui lati di tribordo e babordo dello scafo. Posizionando più serbatoi di zavorra attorno alla nave, è in grado di resistere ai venti forti e alle onde che si incontrano comunemente nell’ambiente oceanico.
Le navi utilizzate per il trasporto di merci incorporano serbatoi di zavorra per tenere conto del peso dei loro carichi utili. Una nave mercantile vuota potrebbe essere facilmente capovolta in alto mare. Aggiungendo acqua a un serbatoio di zavorra, il baricentro della nave può essere abbassato, rendendolo più stabile. D’altra parte, un mercantile pesantemente carico potrebbe essere sommerso da onde alte che si infrangono sulla prua. Pompando l’acqua dai serbatoi di zavorra, la nave si trova più in alto nell’acqua e quindi riduce il rischio di essere sommerso.
I sottomarini usano i serbatoi di zavorra per fornire i loro movimenti sommersi e di superficie. Riempiendo i serbatoi di zavorra con acqua, l’imbarcazione diventa più pesante e affonda sotto la superficie dell’acqua. Quando è il momento di riaffiorare, i serbatoi di zavorra vengono drenati dall’acqua e il sottomarino diventa galleggiante, salendo in superficie.
Le turbine eoliche galleggianti e le piattaforme di trivellazione petrolifera si basano sulla tecnologia di galleggiamento e del serbatoio di zavorra per mantenere l’equilibrio nell’ambiente acquatico. Un serbatoio di galleggiamento è una struttura piena d’aria che aiuta a mantenere il galleggiamento. I serbatoi di galleggiamento e zavorra utilizzati in queste piattaforme aiutano a mantenere la struttura vicino alla superficie dell’acqua attraverso un processo chiamato stabilità idrodinamica. Posizionando il serbatoio di zavorra sotto il serbatoio di galleggiamento, la piattaforma può mantenere un livello specifico di galleggiamento e un baricentro abbassato.