SPECIALE: progettare e costruire un’auto solare (PRIMA PARTE)

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extra 2Onda Solare è un progetto strategico dell’Università di Bologna rivolto a dimostrare come il sole possa rappresentare una valida alternativa ai combustibili tradizionali, in grado di contrastare l’inquinamento urbano e il riscaldamento globale.

Fig. 1.Prime prove con la bicicletta a pedalata assistita
Fig. 1. Prime prove con la bicicletta a pedalata assistita

La passione per il sole nasce nel 2005, mischiata a quella per le competizioni. L’obbiettivo è partecipare al World Solar Cycle Challenge. Viene realizzata una bicicletta a tre ruote con pedalata assistita da un motore elettrico alimentato da pannelli solari [fig. 1]. Il veicolo riesce a guadagnare il terzo gradino del podio, anche grazie alla forza impressa sui pedali da un’energica squadra ciclistica interamente al femminile. Due anni dopo, nel 2007, si punta a una diversa categoria di corsa: arriva la prima auto interamente solare, un tre ruote da competizione che si lancia di nuovo nell’avventura: 3.000 chilometri di pedalate

Fig. 2.Attraversata dell’Australia con triciclo solare
Fig. 2. Attraversata dell’Australia con triciclo solare

nel deserto dell’Australia. Nonostante stavolta manchi il podio, monopolizzato dai grandi colossi dell’industria internazionale, il progetto lascia nei suoi costruttori la voglia di puntare più in alto [fig. 2]. Ed è così che nel cuore dell’Emilia Romagna, in quella parte di territorio tra Imola e Maranello, dove si è soliti ascoltare i rombi dei più famosi propulsori, prende avvio un motore completamente diverso: silenzioso e pulito.

Il veicolo

Fig. 3.Presentazione dell’autovettura presso la Galleria Ferrari
Fig. 3. Presentazione dell’autovettura presso la Galleria Ferrari

Descritto in breve, il nuovo veicolo assume la forma di un quadriciclo elettrico a energia solare. Le dimensioni – 4.5×1.8mt per una altezza di 1.2 – sono poco diverse da una monoposto Ferrari di Formula 1 [fig. 3]. Ma i punti di contatto, almeno per ora, finiscono qui. Ha un peso di 195kg, compreso di batteria, garantito dalla leggerezza dei materiali utilizzati. La velocità massima non supera di molto i 110km/h, ma rappresenta in realtà un grosso limite: nelle lunghe competizioni solari la vittoria finale è garantita dall’efficienza generale, non tanto dalla velocità in alcuni momenti. Ad una velocità media di 70km/h presenta un consumo di 17Wh/km, equivalente, in termini di carburante, a meno di 0.15 litri ogni 100km. Il suo pacco batteria garantisce, sempre a 70km/h, una autonomia di 300km. Questo significa che, accoppiata ai 6 mq di pannelli solari, il veicolo è in grado di

Fig. 4.Test del veicolo sul circuito di Yas Marina ad Abu Dhabi
Fig. 4. Test del veicolo sul circuito di Yas Marina ad Abu Dhabi

procedere per tutto il giorno senza sosta. A gennaio, in una prova di resistenza realizzata ad Abu Dhabi, presso il circuito di Yas Marina, quello della gara finale della Formula 1, il nostro veicolo ha percorso in 7 ore oltre 80 giri, pari a più di 420 km [fig. 4]. E si è fermato solo per l’esaurimento dell’energia…. dei due poveri piloti.

Fig. 5.Concept del veicolo solare in allestimento
Fig. 5. Concept del veicolo solare in allestimento

Telaio

Questa nuova auto solare, tutta targata “Made in Italy”, è pensata per affrontare una sfida in cui nulla può essere lasciato al caso. Leggerezza e resistenza sono requisiti indispensabili per questo veicolo: concetti progettuali che si ritrovano nella parte strutturale dell’auto, realizzata interamente con compositi in fibra di carbonio [fig. 5]. Ma non solo: l’esigenza di resistere alle condizioni più estreme, tipiche delle corse nel deserto, e di risultare perfetta in ogni minimo dettaglio ha spinto i costruttori ad adottare la fibra di carbonio anche per le parti non strutturali. A sostenere questa scelta costruttiva sono state sia le proprietà tecniche offerte dalla fibra di carbonio, sia la grande padronanza del team nella realizzazione di stampi e parti in composito. Centinaia di particolari, anche di forme complesse, sono stati progettati e costruiti arrivando a variare tutti gli spessori in base alle esigenze specifiche. In questo modo il peso di ogni elemento è stato ridotto al minimo. In carbonio sono stati realizzati i tubi del telaio, la scatola guida, i ceppi dei freni, i giunti sferici che vincolano i movimenti della sospensione, gli ammortizzatori e molto altro ancora. Alleggerire senza indebolire è stata l’idea centrale. Ed è su questa filosofia che nel tessuto in fibra di carbonio è stato talvolta inserito un 5% di sottilissimi filamenti di titanio. Una scelta che potenzia la resistenza della struttura nel caso di urti, infatti tutto lo sviluppo è partito da scelte strutturali precise, la più importante delle quali ha riguardato il telaio. Alla soluzione in monoscocca, che avrebbe comportato aumenti significativi in peso e costi a fronte di dubbi vantaggi in termini di prestazioni o sicurezza, si è preferito il più tradizionale telaio di tubi, anche in questo caso, in fibra di carbonio.

 

Appuntamento tra una settimana per la seconda parte dell’articolo

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