18/12/2015
SOSTENIAMO IL FUTURO
Energia di locomozione pulita ed eco sostenibile
L’EVOLUZIONE DELL’AUTO
Il primo prototipo di auto fu inventato nel 1771. Originariamente l’auto andava a vapore e pesava
dalle 4 alle 5 tonnellate, fu una grande scoperta per l’umanita’ perché permetteva spostamenti
senza l’utilizzo di animali o di persone. Con il passare del tempo l’auto fu modificata per
migliorarne l’autonomia, la velocità ed i consumi.
Oggi l’auto è parte integrante della nostra vita quotidiana, vi sono circa 2 macchine per famiglia in
qualche caso anche 3. Nonostante negli anni siano state ridotte considerevolmente le
emissionidi CO2 (anidride carbonica), l’auto potra’ evolversi ulteriormente mediante l’utilizzo di
energie rinnovabili e pulite. Considerando anche che il combustibile principale per le auto si sta
ormai esaurendo, una ulteriore evoluzione dell’auto potrà essere l’utilizzo dell’ energia eolica e
solare. Questo porterà un notevole miglioramento all’ambiente globale.
Primo prototipo dell’auto (1771)
La Benz Velo (per esteso Veloziped) è stata un'autovettura prodotta
in varie versioni tra il 1894 ed il 1902 dalla Casa automobilistica
tedesca Benz & Cie. La Velo era equipaggiata da un monocilindrico
perfettamente quadro (alesaggio e corsa pari a 110x110 mm) della
cilindrata di 1050 cm³ ed alimentato a carburatore. Tale motore
montava una distribuzione con valvola di aspirazione in testa e
valvola di scarico laterale. La potenza massima raggiungeva
inizialmente 1.5 CV a 450 giri/min, così da permettere alla Velo di
raggiungere una velocità massima di 20 km/h.
Il nome Mercedes Simplex identifica una famiglia di autovetture di
lusso prodotta dalla fine del 1901 al 1909 dalla Casa
automobilistica tedesca Daimler per essere inserita nella gamma
Mercedes. La gamma Simplex si è articolata in ben sei modelli, tutti
di elevata cilindrata e di fascia di lusso. In comune a tutti i modelli vi
era il tipo di telaio utilizzato, in lamiera d'acciaio stampata con
sezione ad U, soluzione peraltro condivisa anche con la 35PS. Altre
caratteristiche comuni ed ereditate dalla 35PS erano il sistema
frenante di tipo meccanico, che agiva sull'albero di trasmissione ed
il tipo di motore, diverso per cilindrata da un modello all'altro, ma
simile nell'architettura. Tali motori erano infatti tutti dei 4 cilindri in
linea, consistenti in due semiblocchi bicilindrici fusi separatamente
ed allineati fra loro. Tali motori derivavano anch'essi dall'unità da
5.9 litri montata sulla 35PS. La distribuzione era a doppio asse a
camme laterale, uno per ogni lato del motore, con valvole di
aspirazione in testa e valvole di scarico laterali. Il cambio era a 4
marce.
La Fiat 525 è stata un’autovettura prodotta dalla Fiat dal 1928 al
1931.La prima serie aveva le seguenti dimensioni: 5000 mm
di lunghezza, 1780 mm di larghezza, 1802 mm d’altezza e
3400 mm di passo. Raggiungeva i 97 km/h
La Ford Model A prodotta dal 1927 è la seconda autovettura Ford
in cui viene utilizzata la prima lettera dell'alfabeto. Il motore
era un 4 cilindri in linea con cilindrata di 3,3 L (200,5 in3) che
forniva 40 hp. Il suo consumo normale, con il carburatore
mono corpo Zenith, variava tra i 13 e 16 litri per 100 km. La
velocità massima raggiungibile era di 105 km/h. Il passo della
vettura era di 2,6 m mentre il rapporto finale di riduzione era
di 3,77:1. La trasmissione era a tre marce più retromarcia.
Infine la Model A montava, finalmente, freni meccanici su
tutte le ruote (la model T fu prodotta fino al 1927 con i soli
freni posteriori e sulla trasmissione).
La Fiat 500, meglio conosciuta come "Topolino", è un'automobile
utilitaria della casa torinese, prodotta dal 1936 al 1955. Il
radiatore è posto sopra il motore per risparmiare la pompa
dell'acqua, secondo il principio che l'acqua calda va in alto e
quella fredda in basso (circolazione d'acqua a termosifone); il
telaio è assai semplice con due travi a V dall'anteriore al
posteriore; il motore 4 cilindri è con valvole laterali. Ulteriori
elementi i risparmio nella progettazione e realizzazione del
motore sono l'alimentazione della benzina a gravità
(eliminazione della pompa d'alimentazione) e la lubrificazione a
sbattimento, con eliminazione della pompa dell'olio: il
lubrificante veniva distribuito ("sbattuto") ai vari organi
meccanici del propulsore dal movimento degli organi stessi.
La Lancia Appia è una autovettura prodotta dalla Lancia dal
1953 al 1963. Il motore ha la stessa cilindrata dell'Ardea (903
cc) ma una struttura diversa, con due alberi a camme nel
basamento e testa in alluminio con sedi valvole riportate. I due
alberi a camme (mossi da una catena silenziosa con tenditore
idraulico automatico funzionante con la pressione del motore)
comandano ognuno le valvole esterne della propria fila e quelle
interne della fila opposta. Il sistema, in effetti un po' complesso,
comporta qualche difficoltà di messa a punto per via della
disposizione delle aste di distribuzione. Considerato il limitato
interasse tra i cilindri, si opta per un albero motore poggiante su
due soli supporti. Attraverso fasi intermedie (955 e 987 cc) si
giunge poi -all'inizio del '53- alla cilindrata definitiva, che sfiora i
1100 cm³.
La prima generazione della Panda è stata la prima vettura con
lunghezza inferiore ai 4 metri ad avere una motorizzazione
diesel (1986) e a disporre di trazione integrale (1983); è
anche una delle prime vetture ad essere commercializzata
con alimentazione elettrica (Panda Elettra 1990). La
vettura è stata la prima citycar ad aggiudicarsi il premio
Auto dell'anno (nel 2004) e la prima citycar a raggiungere
il campo base avanzato dell'Everest a 5.20
L'Alfa Romeo Giulietta è un modello di automobile
appartenente al segmento C prodotto dalla casa
automobilistica italiana Alfa Romeo nello stabilimento Fiat
di Cassino (FR), in commercio da fine maggio 2010.0
metri (nel 2004 con modello 4x4). La trazione è anteriore,
e le sospensioni all'avantreno configurate secondo lo
schema a ruote indipendenti con montante telescopico in
alluminio tipo Mac Pherson, mentre al retrotreno è
presente uno schema a ruote indipendenti del tipo
Multilink a tre bracci in alluminio con barra stabilizzatrice.
Un'altra novità consiste nel servosterzo elettrico dual
pinion: il motore elettrico che realizza la servoassistenza
non agisce sull'asse di sterzo, ma è ingranato
direttamente sulla cremagliera, permettendo di coniugare
il basso assorbimento di energia (tipico dello sterzo
elettrico) con la precisione di quello idraulico, perché
elimina la sensazione artificiale e l'impressione di "scarsa
fedeltà" delle precedenti versioni di questo tipo di
servocomando. L’emissioni di CO2 medie dell’ auto sono
149 (g/km).
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Negli anni ’80 compaiono i primi prototipi di auto ad
energia solare, molto leggeri e monoposto, con praticità
nulla dal punto di vista della motorizzazione generale.
Quando Worden si interessò alla costruzione della sua
prima auto solare Solectria non vi era alcun riferimento
bibliografico che potesse essere di aiuto per poter
costruire un tale veicolo. I moduli più prestanti in
commercio hanno un’efficienza del 20% per una
densità energetica di 140 W/m2. Se dovesse
funzionare perfettamente per 24 ore ci rende 140 * 24
* 02 = 672 Wh, ovvero 0,7 kWh. Alla fine degli anni 70,
dopo le vicende della crisi energetica mondiale, Hans
Thostrup ebbe l’ispirazione di questo nuovo tipo di
mobilità pulita e realizzò la Quiet Achiever. Egli, insieme
a Larry Perkins, guidò (nel 1983) il primo veicolo solare
per 4052 chilometri fra Sydney e Perth in 20 giorni. In
soluzioni avanzate, sull'auto viene disposto un triplo
strato di pannelli, in modo che la luce, e quindi
l'energia, che oltrepassa il primo strato di celle può
essere raccolta dal secondo o addirittura dal terzo
strato. Inoltre sull’auto sono presenti piccoli dispositivi
che garantiscono le migliori prestazioni dalla batteria e
dai pannelli solari anche quando l'auto è all'ombra o
quando il cielo è nuvoloso. Un opportuno dispositivo
elettronico viene collegato a un pc di bordo, che tiene
conto sia dell'erogazione di potenza da parte delle celle
solari (che naturalmente dipende dalle condizioni
meteorologiche), sia dell'erogazione dovuta alle
batterie. In seguito a questo bilancio, il voltaggio con il
quale le batterie vengono caricate attraverso le celle
solari viene modificato per ottimizzare il rendimento.
Tali veicoli possono raggiungere una velocità di circa
150 km/h e il loro peso è dell’ordine di 300
chilogrammi.
PROGETTI GIÀ ESISTENTI SULLE MACCHINE A PANNELLI
FOTOVOLTAICI
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Considerando il tempo medio giornaliero di utilizzo di un’auto e l’energia giornaliera media fornita dal sole, si
può pensare ad un’auto che possa funzionare sfruttando l’energia solare, ma quali sono le difficoltà da
risolvere?
I pannelli solari sono ingombranti e dovrebbero essere sempre orientati verso il sole, di conseguenza non
possono essere installati su un’auto se non in misura assolutamente inadeguata, costosa e facilmente
soggetta a danneggiamenti.
Possiamo sempre parcheggiare un’auto al sole?
Dove accumuliamo l’energia raccolta dai pannelli quando l’auto è ferma?
La sfida per la realizzazione di questo sogno si è concretizzata nel World Solar Challenge, al quale hanno
partecipato ricercatori di tutto il mondo per gareggiare con auto sofisticatissime e costosissime che utilizzano
tecnologie molto avanzate per ottenere pannelli solari ad alta efficienza, profili estremamente aerodinamici,
materiali ultra leggeri. Sono state realizzate auto solari coperte di pannelli fotovoltaici che caricano
accumulatori elettrici al piombo, al nichel-cadmio, al litio. Un professore dell'Università dell'Alabama, E.
Passerini, prende le distanze dalle competizioni di auto solari dalla tecnologia estremamente sofisticata e
dai costi esorbitanti (in genere auto che superano il costo di 150 mila euro). Passerini ha costruito diverse
piccole auto solari, una delle quali nel 1996, "Canary II Z.E.V." (Zero Emission Vehicle), è costata solamente $
7.000 (autonomia di 160 km, velocità di circa 65 km/h, 6 batterie da 12 volt, un peso di 408 kg. e posti per
due persone ). Lo scopo reale di queste vetture non è quello di partecipare alle competizioni, ma di
dimostrare che le auto solari possono essere utili ai normali spostamenti quotidiani. L'Europa è
all'avanguardia nell'utilizzo di questa tecnologia per le auto, come dimostrano i recenti risultati del WSC.
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Dal punto di vista dell'impatto ambientale il progresso fatto ed in via di applicazione è l'auto ibrida
elettrica con motore a combustione interna, nella quale il motore viene fatto funzionare in condizioni
ottimali riducendo l'inquinamento e producendo energia elettrica che, accumulata in batterie tampone,
viene usata per la trazione.
Da un articolo di Repubblica di D. Sparisci, si legge “l'auto ibrida diventa ora anche solare”: una ditta
americana ha appena annunciato che metterà in commercio un kit fotovoltaico da installare sul tetto
della Prius, la berlina della Toyota, ormai divenuta un simbolo tra gli ecologisti di mezzo mondo.
Con i pannelli solari l'auto, secondo i dati forniti dalla Solatec, guadagnerebbe un dieci per cento in più di
autonomia. Dopo una prima fase di test su di un prototipo che ha circolato in diverse condizioni
climatiche, i produttori hanno già fissato il prezzo del kit a 2.195 dollari. I pannelli da 30 watt, che tra le
altre cose non rovinano nemmeno l'estetica, si attaccano con il nastro adesivo sul tetto e ricaricano le
batterie del sistema ibrido attraverso uno speciale alimentatore, che smista i raggi catturati in sosta o
durante la fase di marcia.
Sempre relativamente alle ultime novità, la società canadese Solid Works con il progetto 'Power of One'
starebbe per trasferire la complicata tecnologia delle auto solari alle macchine di tutti i giorni.
Quest’ultimo prototipo avrebbe già superato i test di velocità, frenata e stabilità necessari per la
circolazione su strada in America.
L’INCREMENTO DI CO2 SUL PIANETA
Questi grafici mostrano l’emissione di
CO2 negli ultimi decenni come si
può vedere l’inquinamento si va
man mano incrementando
nonostante le macchine in
produzione abbiano ridotto
notevolmente l’emissione di
smog e gas nocivi. Questo perché
le macchine ora in commercio
sono aumentate notevolmente se
noi potessimo sostituire
definitivamente la combustione
fossile otterremo certamente un
mondo più pulito. Per iniziare un
grande passo verso il
miglioramento potrebbe essere
quello di sostituire il motore a
scoppio delle auto con energia
pulita come quella fotovoltaica e
eolica che approposito sta
iniziando almeno nell’ultimo
decennio ad affermarsi in
maniera più significativa.
COS’È IL FOTOVOLTAICO E L’EOLICO?
Un impianto fotovoltaico è un impianto elettrico
costituito essenzialmente dall'assemblaggio di più
moduli fotovoltaici, i quali sfruttano l'energia solare
incidente per produrre energia elettrica mediante
effetto fotovoltaico, della necessaria elettronica ed
eventualmente di sistemi meccanici-automatici ad
inseguimento solare.
L'energia eolica è l'energia ottenuta dal vento ovvero
il prodotto della conversione dell'energia cinetica,
ottenuta dalle correnti d'aria, in altre forme di
energia (meccanica o elettrica). Oggi viene per lo
più convertita in energia elettrica tramite una
centrale eolica, mentre in passato l'energia del
vento veniva utilizzata immediatamente sul posto
come energia motrice per applicazioni industriali e
pre-industriali (come ad esempio nei mulini a
vento). Di fatto è stata la prima forma di energia
rinnovabile, assieme a quella idraulica, scoperta
dall'uomo dopo il fuoco e una tra quelle a sostegno
della cosiddetta economia verde nella società
moderna. Le applicazioni più tipiche sono i parchi
eolici.
Questi grafici affianco raffigurati sono l’istallazione
del fotovoltaico e dell’eolica di alcuni paesi del
mondo tra cui ritroviamo l’Italia.
ESISTE GIÀ !!!
UNA MACCHINA A ENERGIA EOLICA

Un uomo Tang Zhenping, un contadino,
utilizzando esclusivamente degli scarti di auto e
scouter elettrici, con un budget di 1000 dollari e
tre mesi di lavoro è riuscito a creare una vettura
dotata di una ventola anteriore che si attiva
quando la velocità supera i 40 km/h, e grazie alla
sua rotazione riesce a ricaricare la batteria della
vettura aumentando la autonomia fino a 3 giorni.
In assenza della turbina, la batteria avrebbe
bisogno di una ricarica giornaliera.
La velocità massima della vettura è di appena 70
km/h, ma per un'auto costruita da scarti è un
risultato più che apprezzabile, e non è detto che
con le adeguate modifiche non si possano
migliorare le prestazioni.
Immaginate ora di poter dotare le macchine
elettriche di un dispositivo del genere, poter
prolungare l'autonomia della batteria, e rendere
così l'auto elettrica una vera e propria alternativa
a quella a motore a scoppio.
PROGETTO PER UN FUTURO MIGLIORE
Il progetto di questa macchina ad energia eolica e fotovoltaica è il seguente.
Innanzitutto la macchina in questione deve essere di base una macchina elettrica. Si pongono
all’interno dell’auto dietro alla griglia di raffreddamento, appositamente ingrandita, dei cilindri
collegati alle ventole. I cilindri collegati ad una batteria dell’ auto in movimento, sfruttano
l’ energia eolica che colpisce l’auto e fa ruotare le ventole collegate ad una dinamo che
andranno ad immettere l’ energia prodotta all’ interno della batteria, la quale supporterà in
seguito il fabbisogno energetico dell’ auto.
Per la partenza iniziale l’auto sfrutterà un’altra batteria che andrà a ricaricarsi, una volta che l’ auto
sarà in movimento, utilizzando questa volta delle ulteriori dinamo poste sotto l’auto, accanto
alle ruote.
Entrambe le batterie posso essere utilizzate per lo spostamento dell’auto e sono collegate tra
loro. Queste devono possedere una carica molto prolungata visto che in caso di traffico o
spostamenti lenti le ventole non gireranno a sufficienza, quindi l’auto userà solo l’energia delle
due batterie, che si andranno a ricaricare una volta che l’auto riacquisterà una sufficiente
velocità.
Inoltre per aumentare l’energia pulita di ricarica dell’ auto si potrebbero installare uno o più
pannelli fotovoltaici sopra il tettuccio. Il pannello che può essere usato anche con l’ auto spenta
fino a ricarica avvenuta, dovrà avere un’ inclinazione regolabile che ne aumenterà l’energia
ricevuta dal sole. Ciò non richiederà l’intervento dell’uomo, poiché sarà tutto automatico.
Infatti il sole che colpisce il pannello, collegato alle batterie, vi porterà l’energia trasformata
automaticamente. In caso di mal tempo o di soste notturne l’auto potrà essere ricaricata con
uno spinotto elettrico inseribile in prese per la corrente già esistenti ora per le odierne
macchine elettriche.
UN BREVE TEST PER VEDERE I VOSTRI SPRECHI
E CONSUMI

1. In che modo



Gas naturale
rinnovabile
è riscaldata la tua casa?
Elettricità
Olio combustibile
Energia
2. Quanti pasti cucinate personalmente in famiglia (compresi quelli portati a
scuola /lavoro)?
 Meno di 10
10-14
14-18
Più di 18
3. Quando acquistate alimenti preferite prodotti locali?
 Si
No
Qualche volta
Raramente
Non lo so





4. Quanti acquisti importanti (stereo, televisore, computer, automobile, mobili,
elettrodomestici) avete fatto nel corso degli ultimi 12 mesi?
 0
1-3
4-6
Più di 6
5. Avete acquistato articoli a risparmio energetico negli ultimi 12 mesi?
 Si
No
6. Se avete un mezzo qual è?
 Bicicletta
Utilitaria
Macchina sportiva
monovolume
Vettura intermedia
familiare
Berlina
fuoristrada

7. Come andate a scuola/lavoro
 In automobile
Con i mezzi pubblici
Con uno scuolabus
A piedi
In bicicletta






8. Quante volte utilizzate l’automobile per il fine settimana?
 0
1-3
4-6
7-9
Più di 9
9. Fate la riduzione dei rifiuti (per esempio preferite imballaggi ridotti, rifiutate
l’invio di posta pubblicitaria, preferite contenitori riutilizzabili)?
 Sempre
Qualche volta
Raramente
Mai
10. Quanti sacchi della spazzatura producete ogni settimana?
 0
Mezzo sacco
1 sacco
2 sacchi
Più di 2 sacchi
11. Riciclate i giornali, le bottiglie di vetro e quelle di plastica?
 Sempre
Qualche volta
Raramente
Mai
Questo semplice test vi farà rendere conto di
come la maggior parte di voi non rispetta
l’ambiente a sufficienza come magari
credeva.
ANALIZZANDO I RISULTATI DEL TEST PROPOSTO ABBIAMO
RILEVATO CHE IN ALCUNE RISPOSTE RISULTAVA EVIDENTE LA
MANCANZA DI INFORMAZIONE DI ALCUNI DI NOI SU ASPETTI
DELLA VITA QUOTIDIANA CHE DOVREBBERO ESSERE INVECE BEN
CONOSCIUTI, CONSIDERANDONE LA RICADUTA AMBIENTALE.
I DATI OTTENUTI CI SEMBRANO COMUNQUE VEROSIMILI
VISTO CHE CORRISPONDONO AD UNA IMPRONTA ECOLOGICA
PRO CAPITE CHE SI ATTESTA TRA I 3 ED I 4,5 ETTARI PRO
CAPITE, CHE NON È UN DATO CONFORTANTE!
Scuola
liceo scientifico
Pacinotti Archimede;
Roma 3^Elss
Alunni partecipanti al progetto:
Claudio Casciotta
 Federico Depace
 Daniele Depace
 Andrea Prati
