Industria

Dalla pista alla strada

Il mondo delle corse influenza da tempo la progettazione delle vetture stradali sia in termini estetici che prestazionali. Oggi l’ambiente estremo della Formula 1 rappresenta un eccellente banco di prova per sviluppare le tecnologie per il risparmio energetico delle automobili.

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Sin dal 2009 l’introduzione del KERS (Kinetic Energy Recovery System), il sistema che recupera l’energia prodotta in frenata e la utilizza per ottenere maggiori velocità, ha permesso ai team di Formula 1 di migliorare di alcuni decimi di secondo la velocità in gara. Quest’anno tale tecnologia sarà applicata a sei autobus in servizio a Londra – non per renderli più veloci, ma per ridurre il consumo di carburante e le emissioni. Pur essendo frequente che le innovazioni messe a punto nell’ambito dell’automobilismo sportivo siano applicate alla produzione in serie, la migrazione tecnologica non è mai stata tanto rapida come oggi, né ha avuto ricadute di tale rilievo.

“Nell’attuale clima economico, la Formula 1 svolge un ruolo cruciale nello sviluppo delle tecnologie per il settore automotive”, osserva Kirsty Andrew, responsabile attività commerciali della Williams Advanced Engineering, la società che commercializza la tecnologia Williams di F1. “ L’ambiente estremo della Formula 1 si rivela efficace nel collaudare in tempi rapidi le nuove tecnologie”.

In pista le monoposto Williams di F1 sfruttano il surplus di potenza immagazzinato dal sistema KERS a batterie, una tecnologia che si sta diffondendo nell’industria automobilistica e che equipaggerà la nuova supercar ibrida Jaguar C-X75, attualmente in fase di sviluppo.

La Williams ha però realizzato anche un sistema KERS a volano, che è stato impiegato sugli autobus urbani. “Il dispositivo permette di ridurre il consumo di carburante – e quindi le emissioni – attraverso il riciclo dell’energia prodotta durante le frenate frequenti degli autobus”, spiega Andrew. “È stato fatto un uso leggermente diverso della tecnologia adottata in Formula 1, ma i principi di base sono gli stessi”. Si possono ottenere risparmi di carburante anche del 20 per cento.

Il passaggio dal mondo delle competizioni automobilistiche alla progettazione dei veicoli si fonda su ragioni di carattere estetico e prestazionale. Steve Harper, che progetta automobili destinate sia alla strada che alla pista, dice che gli elementi progettativi introdotti per migliorare le prestazioni delle auto da corsa sono stati integrati nei progetti di case automobilistiche come Ford e Volvo. “La Ford Escort Cosworth è stata la prima autovettura di serie con deportanza nella parte sia anteriore sia posteriore. Abbiamo trascorso molto tempo nella galleria del vento per perfezionarne le prestazioni aerodinamiche. Da allora, ogni vettura di serie che ho progettato ha beneficiato dell’esperienza maturata con le griglie e le prese d’aria della Cosworth”.

Negli anni ottanta le automobili Volvo non erano propriamente rinomate per lo stile, mentre oggi sono apprezzate per le linee eleganti e sportive. Harper fa risalire questo cambiamento all’inizio degli anni novanta, quando la Volvo prese parte attiva al Campionato britannico turismo. “I tecnici che si erano occupati del team che gareggiava nel campionato trasferirono i principi di aerodinamica appresi nell’ambito sportivo ai nuovi modelli Volvo”.

L’influenza del mondo delle corse sulle autovetture è ampia e continua. “Di solito gli interni erano realizzati in pelle e legno”, spiega Harper. “Oggi si utilizza l’alluminio e la fibra di carbonio. Dai sedili al cambio, l’idea è quella che chi si siede alla guida possa sentirsi un novello Schumacher”.

La società Titan Motorsport and Automotive Engineering si occupa delle automobili da competizione e di quelle stradali ad alte prestazioni. Zoe Timbrell, responsabile vendite e marketing, ritiene che per entrambe le tipologie di vetture i componenti possano essere realizzati con gli stessi materiali – e addirittura con lo stesso progetto. “Nell’ambito automotive riduciamo i costi, mentre in quello sportivo mettiamo a punto le prestazioni”.

Così come per i sistemi KERS della Williams, anche le tecnologie della Titan sono adatte sia alle applicazioni sportive sia a quelle su strada.  Per Timbrell “nel mondo sportivo gli sviluppi puntano ad aumentare la velocità, mentre in quello su strada l’obiettivo è ridurre i consumi. Entrambi i risultati possono essere ottenuti con le medesime soluzioni”.

Clive Temple, direttore Motorsport Engineering and Management Programme della Cranfield University, nel Regno Unito, sottolinea che la maggior parte dei costruttori di primo montaggio è attiva nel mondo delle corse per motivi che hanno più a che fare con il marketing che non con la ricerca e sviluppo. L’Audi ha tuttavia sfruttato il suo coinvolgimento per perfezionare la tecnologia dei motori diesel nella produzione in serie. “Per molto tempo il diesel è stato associato ai taxi e ai camion”, dice. “Negli ultimi anni, però, l’Audi ha adottato questo tipo di motore per tutti i suoi modelli, compresi quelli sportivi e di alta gamma. C’è senza dubbio una componente di marketing in questo, ma c’è anche un aspetto tecnologico che riguarda il perfezionamento del motore diesel e degli organi di trasmissione”.

Allo stesso tempo, Temple osserva come le norme che regolano lo sport motoristico, introdotte per accrescere il valore dell’intrattenimento, spesso limitano il trasferimento tecnologico. “Le automobili da turismo non sono nemmeno dotate di ABS, mentre la maggior parte di quelle stradali oggi lo è. La F1 è considerata la massima espressione dello sport automobilistico. Di conseguenza anche i piloti che vi partecipano sono ritenuti i migliori. Per questo non utilizzano quegli ausili a cui noi, guidatori normali, ricorriamo per recarci al lavoro”.

Ma in un futuro non troppo lontano, anche l’auto che ci porta in ufficio potrebbe essere equipaggiata con una tecnologia derivata dalla Formula 1. Andrew della Williams F1 dice che il sistema KERS testato sugli autobus potrebbe essere installato anche sulle automobili. “Il costo è ancora troppo alto, ma è certamente possibile”.

Passaggio ultraveloce
La Formula 1 del 2014 vedrà il passaggio ai più piccoli motori V6 turbo e l’introduzione dei nuovi sistemi per il recupero dell’energia. La SKF ha un ruolo fondamentale da giocare nello sviluppo di queste tecnologie, che in un paio di anni potrebbero avere ricadute sui prodotti in serie.

Jean-Sylvain Migliore, manager della SKF Racing Unit, dichiara: “Nei sistemi HERS (heat energy recovery system) e KERS (kinetic energy recovery system) i cuscinetti sono componenti chiave a causa dei requisiti rigorosi in termini di velocità, temperatura e lubrificazione. Questo ci coinvolge attivamente a livello del sistema. Acquisiremo molta esperienza, che ci servirà per realizzare soluzioni per l’industria automobilistica”.

Stesso discorso per il nuovo turbo elettrico programmato per la F1. “Con il turbo – ancora più che con il KERS – molto di ciò che impariamo sarà da trasferire in breve tempo alle automobili in serie. È essenziale che la migrazione della tecnologia dal team SKF all’intera comunità automotive SKF abbia luogo rapidamente”.

Un banco prova eccellente
Le vetture che si sfidano alla griglia di partenza delle gare di Formula 1 sono quasi tutte equipaggiate con le soluzioni tecniche SKF. Non c’è banco prova migliore per testare nuove soluzioni, configurazioni, materiali e lubrificanti.
Jean-Sylvain Migliore è il manager della SKF Racing Unit. “La nostra missione è quella di riversare la tecnologia messa a punto nello sport automobilistico ai nostri colleghi incaricati di sviluppare soluzioni per i clienti OEM automotive e industriali”, dice. “Le condizioni estreme di questo sport offrono uno strumento estremamente rapido ed efficace per collaudare i nuovi sviluppi. Queste innovazioni potrebbero essere applicate ai veicoli stradali – o in altri settori industriali – entro 10 anni”

Da quasi un secolo la SKF è parte attiva negli sport motoristici, per i quali ha fornito soluzioni tecniche ai team e ai costruttori di attrezzature per i veicoli da gara di tutto il mondo. La Racing Unit, che vanta una partnership tecnica con il team Ferrari di Formula 1 attiva da sessantacinque anni, offre il proprio contributo in varie competizioni automobilistiche, come i campionati di rally, le gare turismo e il campionato NASCAR.