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Tecnologia e pneumatici: le ruote del futuro

Rappresentano l'unico punto di contatto tra veicolo e strada: ecco perché anche gli pneumatici devono poter beneficiare delle innovazioni tecnologiche.

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Le realtà che operano nel settore automotive sono costantemente impegnate nello sviluppo e nella progettazione di soluzioni che sappiano rendere la mobilità più sicura: dai sistemi che garantiscono il pieno controllo del veicolo in fase di frenata a quelli che permettono di gestire in modo intelligente la guida per evitare pericolose collisioni. Il progresso tecnologico applicato ai motori mira innanzitutto a salvaguardare l’incolumità sia di chi si mette al volante che dei passeggeri, senza dimenticare gli altri protagonisti della strada.

In questo percorso d’innovazione non ci si può dimenticare dei pneumatici, che in termini concreti rappresentano l’unico punto di contatto tra il mezzo e l’asfalto. La ruota non è più intesa come una parte dedita esclusivamente al rotolamento, bensì in qualità di componente attiva della vettura, come estremità di ciò che può a tutti gli effetti essere definito un corpo meccanico all’interno del quale siedono persone in carne ed ossa. Non risulta dunque difficile immaginare perché le aziende che operano in questo segmento del mercato siano ormai da lungo tempo al lavoro per trovare il modo di rendere il tutto più efficiente e sicuro.

Pneumatici air-free

Tra i concept più interessanti ci sono quelli air-free: lo pneumatico viene privato di quella che è storicamente la sua parte principale, ovvero la camera d’aria interna che separa la strada dal veicolo, diminuendo l’attrito generato durante la marcia. Una componente che può però essere anche oggetto di forature, costringendo a sostituire interamente la ruota o ad applicare una riparazione di fortuna finché non sarà possibile cambiare il copertone.

L’idea sviluppata da Hankook con iFlex è intrigante: si tratta di un NPT, ovvero un Non-Pneumatic Tire, costituito da una struttura composta da tre layer differenti (esterno, interno e centrale) che non necessita di essere gonfiata. La perfetta stabilità è assicurata fino ad una velocità massima pari a 130 Km/h. Inoltre, quando si incontra un ostacolo di piccole dimensioni, come una pietra oppure un dosso, lo pneumatico si deforma svolgendo anche il ruolo di ammortizzatore, assorbendo l’impatto a beneficio del comfort nell’abitacolo. Il progetto ha anche una valenza eco-friendly non di secondaria importanza, in quanto per la costruzione viene impiegato esclusivamente materiale di recupero.

Anche Bridgestone ha avviato anni fa lo sviluppo di una tecnologia simile, presentandola in occasione della fiera di settore Tokyo Motor Show andata in scena nel 2013. Il principio è lo stesso, con una struttura a raggi realizzata in resina termoplastica (riciclabile, dunque “green”) e studiata per supportare al meglio il peso dell’automobile. I vantaggi sono molteplici: non c’è bisogno di controllare periodicamente la pressione nella camera d’aria, sparisce il rischio di forature e di conseguenza la manutenzione richiesta diminuisce. Il sistema FEM (Finite Element Method) impiegato, inoltre, riduce le tensioni e le deformazioni nella parte interna, garantendo performance elevate e grande versatilità dovuta all’ottimizzazione nella ripartizione dei pesi. A tutto questo si aggiunge anche la bassa resistenza al rotolamento che riduce l’energia dissipata e, come logica conseguenza, sia il consumo di carburante che le emissioni di CO2 nell’ambiente.

Gli pneumatici "air free" di seconda generazione, presentati da Bridgestone al Tokyo Motor Show 2013

Gli pneumatici “air free” di seconda generazione, presentati da Bridgestone al Tokyo Motor Show 2013

Kumho si è invece spinta addirittura oltre, proponendo il concept Maxplo di pneumatici che non solo sono privi di camera d’aria, ma possono anche modificare la propria forma per adattarsi al meglio alle differenti condizioni della strada: asciutto, acqua, fango, neve ecc.

Design modulare

Un altro approccio all’evoluzione della ruota tradizionale è quella che si ispira all’utilizzo di un design modulare. L’idea arriva da uno studente che ha partecipato alla Tire Design Challenge indetta da Hankook. Lo pneumatico che ha vinto il contest si chiama Dakar ed è costituito da una serie di tasselli dal profilo esagonale, ognuno dei quali dotato di una propria camera d’aria indipendente e che può essere rimosso singolarmente. In caso di foratura si va dunque a sostituirne uno solo, senza obbligare il conducente a cambiare l’intero copertone. La struttura è pensata per garantire il migliore grip possibile al terreno sia sull’asfalto che durante la guida fuoristrada.

Sensori nel battistrada

Anche Continental punta sull’innovazione, come dimostra il concept TPMS (Tire Pressure Monitoring System) che integra sensori nel battistrada. Questi svolgono più funzioni: segnalano innanzitutto attraverso il sistema di infotainment (o mediante un’applicazione mobile per smartphone o tablet) il livello di usura, suggerendo tempestivamente la sostituzione in modo da garantire la massima sicurezza di chi viaggia. Inoltre, monitorano la pressione interna della camera d’aria avvisano di eventuali perdite e sono in grado di capire se si sta trasportando un carico eccessivo o non ben bilanciato all’interno dell’auto. In questo caso, l’avvio della commercializzazione è fissato per il 2017.

In questo caso il dialogo tra lo pneumatico e l’autovettura rende il primo una periferica di monitoraggio e la seconda una centrale di elaborazione dati: l’interscambio comunicativo tra le parti può aggiungere intelligenza al veicolo intero, rendendo più sicuri gli spostamenti e meno imprevedibili eventuali situazioni di difficoltà.

Ruote e innovazione

Le innovazioni applicate ai copertoni non si fermano qui. Un’altra intuizione dalle potenzialità interessanti è quella presentata negli anni scorsi da Goodyear, con la sua Air Maintenance Technology. In estrema sintesi, si tratta di una ruota che si gonfia da sola, sfruttando il peso del veicolo in movimento. Il funzionamento del sistema è riassunto nell’immagine qui sotto: un sensore interno identifica un calo di pressione e apre la valvola affinché possa entrare nuova aria, spinta nella ruota dalla deformazione del pneumatico stesso durante la fase di rotolamento, finché la camera interna non torna ad essere gonfia in maniera ottimale.

Gli pneumatici equipaggiati con la tecnologia Air Maintenance Technology di Goodyear

Gli pneumatici equipaggiati con la tecnologia Air Maintenance Technology di Goodyear

Lavorando un po’ con la fantasia è possibile immaginare l’impiego di componenti interne agli pneumatici, ad esempio, per la ricarica delle auto elettriche. Un team di ricercatori della North Carolina State University ha già messo a punto un sistema di trasmettitori wireless integrato nell’asfalto, che per risultare utile richiede però ovviamente l’interazione con strumenti capaci di immagazzinare energia a bordo del veicolo. Essendo le ruote il punto di contatto tra l’auto e la strada, l’inclusione dei ricevitori nella mescola potrebbe rappresentare la soluzione ideale.