Quanta benzina

Solo una piccola parte del denaro infilato nel serbatoio dell'auto serve per arrivare a destinazione... la maggior parte viene sprecata in calore e attriti! Cosa aspettiamo a dare un colpo di acceleratore a una nuova generazione di trasporto?


Il miglioramento dei rendimenti e l'uso di combustibili rinnovabili sembrano le strade ovvie che porteranno benefici all'ambiente e al nostro portafoglio, ma qualcosa rallenta l'affermarsi di nuove soluzioni, di nuove ipotesi. Da una parte, la ricerca è impegnata in settori relativamente recenti, dall'altra... gli interessi economici in gioco hanno una portata enorme, globale, per usare una parola tanto di moda oggi, e le resistenze sono fortissime soprattutto da parte di chi teme che soluzioni innovative possano ridimensionare il suo ruolo nell'economia mondiale.
Eppure, ci sono infinite ragioni per lavorare al miglioramento dei sistemi di trasporto. Ragioni che comprendono il costo dei carburanti in termini ecologici ed economici, rendendo evidente la necessità di sviluppare alternative per la produzione dell'energia anche "semplicemente" perché, in un futuro molto prossimo, il petrolio sarà diventato troppo scarso e troppo caro. Ma desideri e necessità a parte, un miglioramento significativo dei trasporti è realmente possibile? I tecnici e i ricercatori che lavorano allo sviluppo di nuove soluzioni, quali scenari devono considerare?

Dove va l'energia della benzina

Il valore del carburante acquistato al distributore, ci fanno notare i gestori delle pompe, è, diciamo, di 2.050 lire al litro, e viene diviso in 1350 lire allo Stato, 620 lire alla società petrolifera, 80 lire al gestore. Il costo dell'energia per far muovere l'auto risulta quindi in circa 700 lire al litro, un terzo del prezzo alla pompa. Stiamo semplificando, lo sappiamo: le tasse sono indispensabili, se volete una strada su cui far correre la vostra Ferrari...
Comunque, ci concediamo questa approssimazione per dire che l'energia di un litro di benzina costa la metà di un caffè. Vediamo adesso come viene utilizzata
Le pagine del Dipartimento dell'Energia americano (www.fueleconomy.gov) ci aiutano a capire cosa succede di quelle 700 lire: l'80% viene disperso in varia forma dal motore (principalmente calore e attriti interni, oppure attendendo al semaforo che scatti il verde), il 2% abbondante viene assorbito dagli impianti elettrici, dall'impianto di condizionamento e dagli altri accessori (e questa percentuale tende ad aumentare molto con l’aumento dell’elettronica di bordo), quasi il 6% si perde negli attriti della trasmissione.
Alle ruote arriva circa il 13% dell'energia immessa, ma non è finita qui, perché dobbiamo frazionare anche questa voce: il 7% se ne va con l'attrito delle parti rotanti e la resistenza dell'aria (aerodinamica) e solo il 6% serve a portarci a destinazione.
Difficile evitare di pensare a qual è il valore della gita che abbiamo fatto la scorsa settimana: di 100.000 lire di energia acquistata alla pompa, tolte le tasse, il calore e gli attriti (alla fine calore anch’essi) il nostro automezzo è riuscito a utilizzare 3.000 lire scarse per portarci a destinazione.

I dati riportati riguardano automobili a benzina in ambito urbano; le cose cambiano appena un po' in autostrada, per esempio, dove la resistenza aerodinamica arriva a partecipare all'attrito con un valore oltre il 10%, senza tuttavia spostare il calcolo in modo significativo. Va sottolineato ancora una volta che si tratta di approssimazioni, ma è comunque evidente che il miglioramento dei rendimenti è una via da percorrere.

L'elettricità non puzza

L'auto elettrica nella sua forma moderna nasce con l'obbiettivo di ridurre l'inquinamento da gas di scarico e il rumore, ed è immaginata in molte forme. Sebbene la produzione di elettricità nelle centrali avvenga principalmente bruciando gasolio, e sposti dalla città al luogo dove sorge la centrale il problema dell'inquinamento, l'ecologia strizza un occhio al motore elettrico perché le centrali alla fine inquinerebbero meno della somma dei motori che andrebbero a sostituire.
Il motore elettrico è molto più efficiente del motore a combustione e la resa alla trazione è decisamente superiore. Ma la mancanza di accumulatori "vincenti" (costano, pesano, inquinano nello smaltimento, hanno bisogno di manutenzione) ha tenuto l'auto elettrica in un limbo da cui non riesce a uscire, almeno nella forma attuale. Dimenticati i pannelli solari fotovoltaici (che trasformano la luce in energia), inapplicabili per il loro basso rendimento, e le batterie a superconduttori, che né si autoscaricano né presentano resistenze interne, ma che sono ancora il sogno di un remoto futuro, la ricerca fatica a proporre nuove soluzioni "elettriche" per il grande mercato. Interessanti esperimenti vedono auto ibride, con un motore tradizionale più piccolo del solito, che mantiene anche la carica degli accumulatori, e una trazione elettrica che "assiste" il motore tradizionale quando c'è bisogno di spunto. Per un'anteprima di modelli equipaggiati con modelli ibridi si possono vedere le pagine della Honda Insight (www.honda2000.com) e della Toyota Prius (www.prius.toyota.com), mentre General Motors dedica un sito alla sua elettrica di punta, la EV1 (www.gmev.com).
Le celle a combustibile, infine, che producono elettricità e acqua a partire da idrogeno, hanno anche loro posto nelle sperimentazioni, ma soffrono della scarsa maneggevolezza dell'idrogeno compresso, che è un gas un po' "nervoso".

Linee di sperimentazione alcolica e un futuro che fa girare la testa

L'alcool, lo stesso che quando riempie lo stomaco, sulla strada provoca tragedie, è da tempo uno dei filoni promettenti nella ricerca di miscele combustibili alternative. Autovetture con leggere modifiche, necessarie per proteggere i motori dall'aggressività chimica delle miscele 85% alcool e 15% benzina, e con elettronica supplementare che deve analizzare il contenuto del serbatoio, sono state prodotte da General Motors (www.generalmotors.com) già a partire dalla metà degli anni '80.
I motori a gasolio e a oli rinnovabili come quello di colza, a Gpl, a metano, le turbine tipo Wankel, che sono motori rotativi senza cilindri, offrono tutti delle alternative al tradizionale motore a benzina, ognuna con punti a favore, anche se attualmente nessuna di queste tecnologie - da sola - sarebbe in grado di sostituire la benzina con i risultati che si dovrebbe aspettare in una moderna economia dei trasporti.


Per approfondire

Consorzio GPL Autotrazione, http://www.gplauto.it. Vi si trovano indicazioni preziose sulla conversione delle auto in GPL e sugli incentivi messi a disposizione dalle amministrazioni comunali.
EPA (United States Environmental Protection Agency), http://www.epa.gov è il sito dell'agenzia americana per la protezione dell'ambiente
EvWorld, http://www.evworld.com, sito interamente dedicato ai veicoli a trazione elettrica.
Figisc (Federazione italiana gestori impianti carburanti), http://www.figisc.it. Per una scheda semplificata sulla ripartizione dei costi dei carburanti si può fare riferimento al documento http://www.figisclombardia.it/news35.html
Fuel Cells (celle a combustibile), http://www.fuelcells.org
ITIS Righi di Treviglio (BG), http://www.ctrade.it/polotecnicoprofessionale.treviglio/Electra.htm. Uno studio completo e approfondito sull'auto elettrica, promosso da un programma della Comunità Europea.
SNAM, http://www.snam.it. L'elenco dei distributori di metano e una interessante sezione con le domande più frequenti e le risposte.
United States Departement of Energy (Dipartimento americano dell'Energia), http://www.energy.gov. Per una analisi dei rendimenti si può fare riferimento a http://www.fueleconomy.gov, sito realizzato dallo stesso Ente.