Analisi di alcuni aspetti dell'Ingegneria dell'autoveicolo per una mobilità sostenibile: ambiente, incidentalità e materiali

Sin dai tempi antichi l’uomo, per andare incontro ai suoi bisogni ha avuto la necessità di spostarsi; da questo suo insito bisogno è nato, dunque, il concetto di mobilità, che riguarda non solo lo spostamento di persone da un luogo ad un altro, ma anche lo spostamento di beni di consumo utili alla vita di tutti i giorni, tramite gli odierni mezzi di trasporto. La mobilità in quanto forma di spostamento, ovvero le modalità di trasporto, hanno necessariamente bisogno di energia per poter funzionare. La portata di energia necessaria alla mobilità è ingente, data l’enorme entità di persone, merci ed informazioni che necessitano di spostarsi oggigiorno. Per una mobilità efficiente e veloce è anche necessaria un’energia di grande qualità e fornita con sistemi affidabili. La qualità degli spostamenti e le regole della strada diventano, quindi, dei parametri fondamentali per garantire il benessere e la sicurezza dell’individuo. Inoltre, le misure sempre più restrittive sulla riduzione dell’inquinamento globale e sulla sicurezza alla guida, accompagnate dalla necessità di gestire l’enorme quantità di veicoli circolanti, hanno fatto sì che le case automobilistiche concentrassero gran parte dei loro studi su soluzioni sempre più economiche, sicure e ad impatto ridotto. Infatti, negli ultimi dieci anni, il mercato dei veicoli ha subito un notevole sviluppo, fino ad arrivare all'incredibile numero di quasi un miliardo e duecento milioni di automobili che circolano oggi in tutto il mondo. Questa crescita è dovuta soprattutto a Paesi in via di sviluppo come la Cina, in cui, fino a pochi anni fa, possedere un’auto era considerato un privilegio per pochi. Questi numeri, secondo una ricerca condotta da Navigant, un’azienda che si occupa di analisi e statistiche a livello globale, sono destinati ad aumentare fino a raggiungere i cinque miliardi nel 2050. Ciò comporterebbe conseguenze rilevanti sull'impatto ambientale nel nostro Pianeta e quindi anche sulla salute di tutti coloro che abitano le città più trafficate. Oggi la mobilità, in particolar modo quella urbana, riveste per ognuno di noi un ruolo fondamentale ai fini della propria vita, sia lavorativa che sociale. Tuttavia essa può produrre degli effetti negativi sull'ambiente, ma anche sulle stesse persone. Tra i vari problemi che possono essere introdotti dalla mobilità ritroviamo l’inquinamento atmosferico (gas serra o altri inquinanti), l’inquinamento acustico e non ultima l’incidentalità. L’obiettivo di questa tesi è quello di analizzare alcune delle soluzioni effettive proposte dai grandi produttori di automobili per uno sviluppo di veicoli sempre più ecocompatibili, che possano migliorare la mobilità urbana ed extraurbana e garantire sempre la sicurezza di chi conduce e degli utilizzatori deboli della strada, sia mediante dispositivi di prevenzione degli impatti, sia attraverso sistemi di sicurezza passiva. Tra le soluzioni studiate in questo lavoro verrà proposta anche la possibilità di ottenere materiali leggeri (creati e testati in laboratorio) che incrementino il risparmio di carburante con la sostituzione di parti dell'autoveicolo con componenti più leggere, che contribuisca non solo al risparmio energetico, ma che si ripercuota anche sulle dimensioni del sistema frenante, del motore e dei serbatoi di carburante che potranno essere ridotte. Infine, verranno effettuate delle considerazioni sulla valutazione delle lesioni negli impatti tra un veicolo ed alcuni utilizzatori deboli della strada. In conclusione, per crescere economicamente senza minare l’ecologia del pianeta, come membri dell’UE-17, dovremmo emettere meno gas serra nell'atmosfera, ritornando sotto la soglia di sicurezza dei 350 ppmv. Questo vale non solo per il nostro Paese, ma soprattutto per alcuni del Nord Europa, Olanda in primis, che hanno parametri di inquinamento atmosferico per persona doppi di quelli dell’Italia. Principalmente, bisogna rimboccarsi le maniche e lavorare tutti di più, sull'efficienza energetica del settore trasporto, che è uno dei maggiori produttori di CO2, su quella del settore Power, sull’isolamento termico degli edifici, sulla Carbon Capture e Storage della CO2, sul mix dei combustibili. L'obiettivo di ridurre drasticamente le emissioni sul territorio in ambiti fortemente antropizzati o protetti, ottenendo dalle tecnologie oggi disponibili i risultati ambientali ed energetici più significativi, implica un cambiamento radicale dell'approccio alla mobilità sostenibile. Al fine di proporre soluzioni innovative al problema, in questo lavoro di tesi sono stati trattati diversi argomenti atti allo scopo, tra cui, oltre lo studio delle emissioni, anche l'impatto che l'incremento della presenza di mezzi di trasporto hanno sulla sicurezza stradale nell'ambito dell'incidentalità. A tal proposito, dunque, è stata valutata l'attenzione che il mondo automotive ha posto nei confronti delle principali problematiche legate ad una presenza di veicoli sempre in forte crescita. I progressi compiuti nell’ambito dell’ingegneria dell’autoveicolo devono andare di pari passo con le esigenze dei consumatori e con i cambiamenti degli stili di vita. In un mondo sempre più attento all’aspetto ecologico è giusto proporre soluzioni in grado di dare il loro contributo per il rispetto dell’ambiente e la sicurezza delle persone. L’impegno nella progettazione e nella produzione ha bisogno di essere assecondato dalla volontà dell’individuo di interessarsi al progresso e, nella maggior parte dei casi, di fare un investimento per il futuro. I costi di un prodotto nuovo, che rappresenti un’innovazione nell’ambito sostenibile, soprattutto per quanto riguarda i veicoli ibridi ed elettrici, sono un biglietto da visita poco gradito ma necessario. Da questo punto di vista, gli incentivi alla mobilità sostenibile giocano un ruolo sicuramente fondamentale per spingere i consumatori all’acquisto di un veicolo più rispettoso dell’ambiente; non solo al momento dell’acquisto, ma anche durante la quotidianità, piccole agevolazioni come parcheggi gratuiti (o a tariffa ridotta) e circolazioni nelle zone a traffico limitato (provvedimento già in uso) potrebbero rappresentare una motivazione in più. Una valida possibilità di contribuire positivamente all’inquinamento urbano è rappresentata anche dal Car Sharing; il trasporto condiviso, i numerosi parcheggi in cui lasciare l’auto e gli abbonamenti dal prezzo “invitante” stanno facendo sì che anche in Italia si stia diffondendo questa modalità di trasporto già ampiamente consolidata in Stati vicini come Francia e Germania. L’interesse di fare anche una trattazione sugli impatti auto-ciclista nasce dal fatto che in questi ultimi anni il mondo della bicicletta ha iniziato a rappresentare un’alternativa per i piccoli spostamenti quotidiani, come casa-lavoro, casa-università, ecc. I motivi sono molteplici: si evita il traffico cittadino delle ore di punta, ci si sposta in modo economico e sostenibile e, soprattutto, fa bene alla salute. Purtroppo, un’educazione stradale non sempre adeguata, le strade spesso pericolose e la mancanza di attenzione da parte di automobilisti, motociclisti e ciclisti, sono causa di una quantità di incidenti che hanno portato il nostro Paese ad avere un tasso di mortalità dei ciclisti tra i più elevati di Europa. Sono nate, a tal proposito, numerose iniziative che si pongono come obiettivo quello di promuovere la bicicletta come mezzo di spostamento alternativo e di aumentare la sicurezza degli utilizzatori deboli della strada. Un altro modo per promuovere una mobilità più sostenibile, è investire nella ricerca di materiali innovativi più leggeri ed ecocompatibili per la costruzione di parti dell'autoveicolo. In questo lavoro è stato altresì sviluppata una ricerca per la produzione di un materiale leggero a base di acido polilattico (PLA) caricato, al fine di poterlo utilizzare all'interno del veicolo. Purtroppo i risultati di questa ricerca si sono rivelati poco soddisfacenti in quanto la matrice di PLA va irrobustita con una carica tale da fare aumentare la resistenza termica del polimero oltre i 100°C. Tuttavia, con veicoli sempre più tecnologici e più “attenti” a quello che li circonda e con la collaborazione dell’individuo a migliorare la sicurezza propria e quella degli altri, è possibile perseguire l’obiettivo “mobilità sostenibile” e tentare di migliorarlo in modo continuo.