Auto ad aria compressa?

Sarebbe tutto pronto per il lancio, almeno secondo i responsabili del progetto. Nella seconda metà del prossimo anno, la Motor Development International (MDI) metterà in vendita l’attesa AirPod, l’auto alimentata ad aria compressa. Il sogno di molti nell’era del picco del petrolio, tranne che dei petrolieri. L’articolo originale di Repubblica ha generato moltissimi commenti online, cui MDI ha sentito di dover rispondere integralmente, con tanto di documento allegato che trovate sempre su Repubblica (online).

Bufala o rivoluzione del mercato automobilistico alle porte? Vediamo.

Già da alcuni anni circolano in rete appelli sull’auto ad aria compressa, tecnologia che dovrebbe rivoluzionare il mercato dell’auto grazie al sistema di propulsione ultraecologico. Purtroppo, da altrettanti anni l’auto ad aria compressa scompare dalle scene, più o meno misteriosamente, con gli immancabili complottismi sui petrolieri nei confronti di una tecnologia che ci libererebbe dalla dipendenza dal petrolio.

La faccio corta e comincio dalla fine: l’auto ad aria compressa esiste e funziona, il problema è che le sue prestazioni sono fuori mercato per la maggior parte degli usi pratici. Mi spiego. Al netto di tutte le parole sulla tecnologia del motore ad aria compressa e delle migliorie in materia ottenute, il documento di MDI glissa sulla densità di energia stoccabile a bordo, sotto forma di aria compressa, che è il reale punto del contendere di tutti i veicoli a carburanti alternativi a benzina/diesel. Dati del costruttore, lo studio indica infatti che l’energia stoccabile come aria compressa a bordo dei veicolo raggiunge i 64 Wh/Kg. Mi si permetta qualche dubbio su questo numero: secondo chi scrive il valore si dovrebbe attestare sui 50 Wh/kg, ma questa differenza non è importante.

Non è importante perchè, numeri alla mano, le moderne batterie agli ioni di litio attualmente in commercio raggiungono una densità di energia di 150-180 Wh/kg, tre volte superiore all’aria compressa. Inoltre l’efficienza del motore elettrico raggiunge il 90%, leggermente superiore a quello ad aria compressa. In altri termini, a parità di prestazioni del motore, di peso dell’auto e di energia stoccata a bordo, l’auto ad aria compressa percorre molti meno chilometri di una auto elettrica come Nissan Leaf o Mitsubishi MiEV. Insomma, se l’auto elettrica soffre del problema della range anxiety, a parità di peso e energia, l’auto ad aria ne soffrirebbe al cubo.

Non stupisce dunque che, al netto della limitazione della potenza del motore, l’approccio di MDI per prolungare l’autonomia della AirPod si sia concentrata sull’abbattimento del peso del veicolo. Lo stesso approccio è già praticato, con le dovute proporzioni, da BMW per la sua serie-i elettrica, dove si fa largo uso di alluminio e fibra di carbonio per le parti strutturali dell’abitacolo, onde diminuire il peso del veicolo e i consumi. Ne avevano parlato tempo fa su questo blog, nel celebre post sulle limitazioni dei veicoli elettrici. Rispetto agli 850kg di un’auto elettrica come la Mitsubishi MiEV, grazie all’uso di materiali acconcii, la AirPod riesce a pesare solamente 250kg, secondo MDI senza problemi di sicurezza e al costo di soli 7.000euro chiavi in mano (bum!).

Nella AirPod, carrozzeria e telaio sono costruiti con materiali compositi. La AirPod è composta da una base di 45 kg più tre pezzi di carrozzeria incollati fra di loro. Il materiale composito utilizzato nella AirPod per ridurre il peso senza perdere in prestazioni e tenendo il prezzo al di sotto della stratosfera è un sandwich di fibra di vetro – in luogo della più costosa fibra di carbonio usata nella auto di Formula 1 – e di schiuma in poliuretano, costruito con la tecnica del Resin Transfer Molding (RTM). Ora, se da una parte la RTM è una tecnica già in uso da 20 anni, il problema di questo approccio è che le prestazioni strutturali della fibra di vetro rispetto alla più blasonata fibra di carbonio sono proporzionale alla differenza di prezzo. In pratica: economiche, assai.

La questione sicurezza di un’auto costruita con compositi in fibra di vetro/schiume è ben sintetizzata in questo scambio di vedute tra un lettore e MDI.

Mi fido [..] della mia GOLF perchè ha superato il crash test, ha strutture a deformazione programmata in caso di urto, ha barre di sicurezza; il tutto pesa 1400 kg. Non mi fiderei di una vetturetta di cartapesta che pesa 250 kg.
Ha bisogno di strutture a deformazione programmata, di barre di sicurezza, appunto perché essendo pesante (1400 kg) ha più energia da dissipare di una macchina più leggera.

Ora, a parere di chi scrive la risposta di MDI è fuorviante, perchè gli incidenti (e i crash test) si fanno tanto contro un’altra Golf quanto contro ostacoli fissi. Quando i governi di tutto il mondo bandiranno dalle strade qualsiasi auto che pesi più di 250 kg sarà possibile optare per una AirOne o una AirPod in tutta sicurezza. Intanto, avendo in mente le conseguenze di uno scontro, non si può biasimare chi preferisce vivere. Oltretutto, l’AirPod pesa solamente 250kg perchè è più simile ad una cabina telefonica che non ad un auto vera e propria. Basta guardare la galleria fotografica su Repubblica per rendersene conto. Se si considerano le prestazioni di un’auto ad aria compressa di dimensione paragonabile alle auto elettriche, la AirFamily, i consumi non sono molto diversi da una auto elettrica come la Smart EV, come riportato nel documento di MDI (sotto).

Qui sotto qualche esmpi di valori di energia necessaria in ciclo urbano per vari automezzi:
• MDI AirPod : 0.62 kWh ‐ MDI AirOne: 0.87 kWh ‐ MDI AirFamily: 1.41 kWh
• Mini E: 1.97 kWh ‐ Mitsubishi iMiev: 1.67 kWh ‐ Smart EV: 1.4 kWh

Inoltre e concludo, se davvero MDI è capace di abbattere il peso delle auto tanto da rendere energeticamente competitiva la propulsione ad l’aria compressa – anche con solo un terzo dell’energia stoccabile rispetto all’elettrica – grazie a geometrie strutturali avanzate e fibra di vetro, perchè non impiegare la stessa soluzione direttamente sulle auto elettriche o, meglio ancora, su quelle a benzina? Faremmo 100 km al litro e al caro-petrolio non ci penseremmo più.

La verità è che, come detto sopra, le limitazioni tecniche rendono la tecnologia dell’aria compressa per l’autotrasporto utilizzatibile al più per tri/quadricicli a motore ultraleggeri, per chi può, vuole o deve spostarsi in città o ambienti urbani guidando una cabina telefonica. Un esempio in tal senso sono i famosi tuc-tuc indiani, per cui questa applicazione probabilmente funzionerebbe bene. Se mai l’esaurimento del petrolio ci costringerà tutti sui tuc-tuc, secondo il sottoscritto resterà comunque preferibile alimentarli con batterie e motore elettrico, che almeno garantiscono qualche cavallo aggiuntivo nel motore aggiuntivo, qualche chilometro di automonia in più o integrità strutturale per evitare di passare a miglior vita.

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Si ringrazia sentitamente Paolo C., Defcon70, Leguleio e tutti i bloggers intervenuti su Energia&Motori con segnalazioni, correzioni e aggiunte al testo.

Disclaimer: l’articolo è scritto sulla base dei dati pubblicamente disponibili. L’opinione dell’autore espressa è puramente personale e non costituisce né implica alcuna approvazione o favoreggiamento dalle aziende menzionate o del settore dell’acciaio.

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