Lo sapevate che la forza G a cui è sottoposto un pilota di Formula 1 nelle curve di un circuito è simile a quella avvertita dagli astronauti durante il rientro sulla Terra? E questo non è che uno dei tanti esempi di sfide che gli ingegneri di F1 si trovano ad affrontare e che sono simili a quelle dei costruttori di veicoli spaziali.

Analogamente al settore aerospaziale, infatti, le tecnologie innovative derivate dalla progettazione di veicoli che devono subire condizioni di pressione estreme – nella F1 ogni millesimo di secondo vale un vantaggio competitivo – possono orientare e influenzare altri settori e, addirittura, produrre benefici per la società nel suo complesso.

La storia delle competizioni automobilistiche è piena di innovazioni che sono state adottate per ottimizzare la sicurezza e le prestazioni dei veicoli stradali. Tra quelle che dalla F1 sono arrivate all’ambito stradale ci sono i propulsori ibridi, le sospensioni adattive e persino i pulsanti sul volante. E se questo valesse anche per le soluzioni che riducono le emissioni di anidride carbonica?

Il propulsore ibrido più efficiente

Il motore ibrido attualmente in uso in F1 è il più efficiente del mondo: a una maggiore potenza corrisponde un consumo di carburante ridotto. Vale a dire, meno emissioni di CO₂ di qualsiasi altra vettura. Alla Scuderia Ferrari, che è la squadra corse di maggior successo nella storia della F1, il trasferimento della tecnologia sostenibile dalla pista alla strada è già in atto da molti anni.

La sostenibilità è diventata un altro parametro, un altro obiettivo

Marco Civinelli, Chassis mechanical and operations design manager della Scuderia Ferrari.

Dice Laurent Mekies, racing director della Scuderia Ferrari: “Il fervore per le competizioni automobilistiche ci spinge a sviluppare tecnologie più sostenibili da applicare concretamente ai veicoli stradali. Un esempio fra tutti è l’elettrificazione.

“In Formula 1 abbiamo cominciato già nel 2009 a introdurre un motore parzialmente elettrico”, continua. “Successivamente Ferrari ha trasferito questa tecnologia alle sue vetture da strada, prima fra tutte La Ferrari. Ora esiste un’intera gamma di veicoli ibridi. Per il momento sono quattro ma contiamo certamente di espandere questo numero. Sentiamo la responsabilità, e vogliamo essere catalizzatori del cambiamento attraverso azioni misurabili.

“Abbiamo presentato il nostro percorso verso la neutralità climatica entro il 2030, e ora passiamo dai propositi all’azione. Abbiamo già messo in atto varie attività chiave e ci siamo posti obiettivi basati sulla scienza per rimanere entro 1,5 °C”, afferma Mekies, riferendosi al limite di contenimento del riscaldamento globale stabilito dall’Accordo di Parigi per la riduzione delle emissioni di gas serra.

Cambiamento di mentalità per ingegneri e progettisti

Mekies definisce la F1 un “laboratorio di innovazione”, dove le soluzioni tecniche sviluppate per la pista possono offrire grandi potenzialità se applicate alle normali auto da strada.

“Prestazioni e affidabilità rimangono due obiettivi fondamentali”, dichiara Marco Civinelli, Chassis mechanical and operations design manager della Scuderia Ferrari. “Ma per ingegneri e progettisti si tratta di un cambiamento di mentalità, poiché la sostenibilità è diventata un altro parametro, un altro obiettivo. Per raggiungerlo, bisogna progettare componenti più leggeri e più efficienti”.

Ridurre il peso di un’auto da corsa secondo i limiti imposti dai rigorosi regolamenti di Formula 1 (nel 2023 il peso non può essere inferiore a 789 chilogrammi) significa potenzialmente aumentare le prestazioni e ridurre i consumi.

Ferrari e SKF, partner da sempre

SKF è partner tecnico della Scuderia Ferrari fin dalla sua fondazione. In un’auto da corsa da 1.000 cv, che raggiunge una velocità massima di circa 370 chilometri orari, ci sono circa 300 cuscinetti SKF completamente personalizzati. La loro applicazione spazia dal cambio alle sospensioni, dalla power unit alle ruote.

SKF lavora a stretto contatto con il team della Scuderia Ferrari per realizzare nuove soluzioni sempre più leggere ed efficienti. “Questo si può ottenere progettando componenti che contribuiscono a ridurre l’attrito”, afferma Andrea Rifici, key account manager di SKF Racing Unit. “A questo scopo forniamo i cuscinetti ibridi, per esempio, che hanno sfere o rulli in ceramica. Dello stesso materiale ora abbiamo realizzato anche i rullini”.

L’utilizzo di rullini in ceramica anziché in acciaio per il cambio delle auto da corsa è un’esclusiva SKF. Stando ai test su banco di prova eseguiti dalla Scuderia Ferrari, i rullini in ceramica aumentano la potenza del motore riducendo al contempo l’attrito circa del 70%. Tra le altre innovazioni SKF volte a migliorare l’efficienza ci sono l’uso di materiali ceramici e compositi, di lubrificanti a base di acqua e l’ottimizzazione della geometria interna dei cuscinetti.

Cuscinetti ceramici ibridi nelle auto elettriche

L’industria automobilistica vive un profondo cambiamento, trainato dalla consapevolezza sui temi ambientali e da severe normative in materia di emissioni. Le case automobilistiche di tutto il mondo s’impegnano a fondo per ridurre il peso dei veicoli e le emissioni. A livello di componenti si può ottenere molto. I cuscinetti ceramici ibridi sono già in uso su diversi modelli di auto elettriche. Le stime indicano che nel 2025, a livello mondiale, i veicoli plug-in rappresenteranno il 23% delle nuove immatricolazioni (rispetto a poco meno del 10% nel 2021), con un potenziale di riduzione delle emissioni di anidride carbonica decisamente elevato.

“L’impegno della Scuderia Ferrari per ridurre le emissioni comporta grandi sfide, che non possiamo superare da soli”, osserva Mekies. “È dunque fondamentale lavorare con partner che condividono la nostra stessa mentalità e le ambizioni”.

Dice Andrea Rifici: “Per noi è una grande opportunità per testare le soluzioni più innovative e imparare sul campo. Successivamente trasferiamo le conoscenze a tutti gli altri settori in cui operiamo e continuiamo a svilupparle. Alcuni cuscinetti che equipaggiano la vettura [di Formula 1] sono utilizzati anche per gli aerei. Riteniamo che il nostro coinvolgimento nella Formula 1 nel corso degli anni sia una grande opportunità per accelerare il passo verso la sostenibilità”.