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Approfondimenti

7 Aprile 2011

Auto elettrica, i vantaggi di un nuovo paradigma di mobilità

(Maria Antonietta Giffoni)

Un connubio che ha registrato fortune alterne: un discreto successo nei primi anni del '900; quasi un oblio per la restante parte del secolo; un rinnovato interesse in questi anni di emergenze climatiche e approvigionamento energetico.

Il motore elettrico è presente, come componente fondamentale, in moltissimi prodotti dell'ingegno umano. È presente in tutti i settori dell'attività lavorativa; mette in moto e fa girare, si può dire, ogni cosa. Salvo l'automobile.

In verità, di motori elettrici sulla tanto amata auto non ne mancano: azionano i tergicristalli e gli spruzzavetri; mandano su e giù i finestrini, fanno girare le ventole; ma non fanno girare le ruote. Per questo compito, nel cofano, siede invece un motore a combustione interna. La combustione di una miscela, formata dal carburante (benzina o diesel) unita al comburente (aria), produce  l’energia termica che espande un gas e fa muovere i pistoni. L'energia meccanica dei pistoni viene, infine, trasferita alle ruote tramite il sistema di trasmissione. Dell'energia termica sviluppata solo il 30% si traduce in movimento; il restante 70% viene dissipato nell'ambiente circostante sotto forma di calore. Chi ha maliziosamente definito questo motore una "stufa a pistoni", non era così lontano dal vero.

Motore elettrico o a combustione interna?

Un secolo fa, sembra che sulle strade americane ed europee circolassero più veicoli elettrici che a benzina. Successivamente le auto a fonti fossili hanno avuto la meglio e hanno sostituito in toto quelle elettriche.

Perché? Perché per un motore elettrico che sia in grado di fornire un servizio simile a quello che dà un motore a combustione interna - far marciare di buon trotto una vettura per qualche centinaia di chilometri - non esistono accumulatori adatti: quelli finora prodotti sarebbero troppo pesanti ed ingombranti per garantire la stessa autonomia di carica che dà il serbatoio del carburante. Inoltre, i motori a combustione interna possono contare su un rifornimento più veloce rispetto alla ricarica elettrica.

Nel 1987 ci fu un rinnovato interesse per l'auto elettrica; l'inquinamento urbano già allora cominiciava a rappresentare un problema non di poco conto e l'auto elettrica sembrò una buona soluzione. La General Motors  produsse la EV1, la prima auto elettrica realizzata e messa in commercio dopo quasi un secolo dall’industria automobilistica americana. Nel 1996 "erano centinaia le EV1 che percorrevano le strade della California: silenziose, non inquinanti, divertenti e facili da guidare. Gli ingredienti per un’esplosione del mercato c’erano tutti. Lo Stato della California realizzò migliaia di punti di ricarica pubblici negli aeroporti, centri commerciali e biblioteche". E poi? Scomparvero di scena. Grazie alla battaglia di contro-informazione lanciata dalle aziende petrolifere, nel 2003 la GM decise di ritirare dal mercato la EV1

I vantaggi del motore elettrico

Gli interessi economici, si sa, determinano il percorso della tecnica, ma è arrivato il momento di fare i conti con le risorse che si stanno esaurendo e con lo stato in cui si trova la nostra atmosfera. È probabile che, se dai tempi di Alessandro Volta (son passati duecentoundici anni dalla sua pila) si fossero applicate alla generazione statica della corrente le stesse attenzioni che ha ricevuto la generazione di forza motrice con l'uso del petrolio, ora avremmo accumulatori efficientissimi e il motore a combustione interna non avrebbe rappresentato la forma di mobilità più diffusa.

Molteplici, infatti, sono i motivi per preferire il propulsore elettrico:

• il suo rendimento è attorno al 90%, laddove il motore a combustione interna restituisce, nei casi migliori, il 30%;

• esso è concettualmente e meccanicamente semplice: ciò significa costi ridotti di produzione e di manutenzione;

• è dotato di naturale moto rotatorio (al contrario del moto alternato tipico del motore a pistoni, che deve essere convertito dal sistema biella-manovella). Ciò comporta un aumento di efficienza e l'assenza di vibrazioni. Il mezzo risulta molto silenzioso contribuendo alla riduzione dell'inquinamento acustico;

• quando non è alimentato, in rotazione libera o in frenata, restituisce energia, giacché il motore elettrico è, nello stesso tempo, un generatore;

• il motore elettrico sviluppa potenza subito e con continuità, appena lo si alimenta. Non ha bisogno di "girare in folle" per essere "in pronto".

"La coppia del motore elettrico, cioè la sua tendenza a far girare le ruote, è praticamente costante e massima a quasi tutti i regimi di potenza del motore stesso, anche quando la velocità del mezzo è praticamente nulla. Al contrario, nei motori a combustione la coppia dipende dalla velocità di rotazione del motore e serve un sistema di trasmissione, formato dal cambio e dall’albero di trasmissione, per modificare il numero di giri delle ruote dell’autovettura mantenendo il motore entro un regime di funzionamento ottimale. Il fatto che la coppia di un motore elettrico sia quasi sempre massima fa sì che le auto elettriche abbiano un’accelerazione costante e in genere maggiore rispetto alle auto tradizionali (...). Grazie alla mancanza del cambio, nelle auto elettriche il motore può essere collegato direttamente alle ruote. Ciò accresce la potenza diretta disponibile alle ruote e proveniente dal motore."

Esso quindi consuma solo quando il veicolo è in movimento e non durante i periodi di attesa come, ad esempio, quando si è in coda ad altri veicoli. Essendo la coppia motrice costante, non necessita di cambio della velocità e neppure di frizione.

• il motore elettrico può essere alimentato anche da energia prodotta da fonti rinnovabili.

Un rinnovato interesse

Di recente, l'industria dell'automobile ha ritrovato uno spiccato interesse per il motore elettrico e le auto ibride plug-in. Quasi tutti i colossi dell’auto - dalla Renault alla Nissan, dalla Mercedes alla Opel; e poi Citroën, Peugeot e Toyota Motors - hanno avviato ricerche in questa direzione. Nel febbraio scorso, il gruppo BMW ha addirittura ufficializzato il nuovo marchio dedicato alle auto elettriche e ibride: BMW-i. Si tratta di un progetto che prevede un investimento di 400 milioni di euro per la costruzione di due nuovi modelli a propulsione elettrica, che verranno prodotti a partire dal 2013.

Ma in attesa che, a centocinquanta anni dalla sua invenzione, il motore elettrico riceva la dovuta considerazione anche nel campo dei veicoli, segnaliamo volentieri l'iniziativa tutta italiana che ha realizzato un interessante mezzo di locomozione: il Birò, un veicolo a metà tra uno scooter e una mini-car. 

Pensato per la mobilità urbana, è dotato di motore elettrico con una potenza massima di 4 KW. I tempi di ricarica variano da 7 a 14 ore e le batterie al piombo gel hanno un'autonomia di 70 Km.

Il motore elettrico non rappresenterà l'unica soluzione vincente per risolvere il problema della mobilità. Quel che è certo è che abbiamo bisogno di un'auto "ecologica". E per sapere quali sono gli altri sentieri aperti e le vie percorribili per raggiungere questa meta, potete leggere con molto profitto la "Guida all'auto ecologica" di Roberto Rizzo, da cui abbiamo tratto spunto per parlare del possibile felice connubio tra motore elettrico e automobile.

Roberto Rizzo, Guida all'auto ecologica. I prodotti di oggi e le idee per il futuro, Edizioni Ambiente, 2010

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