E' svizzero il futuro dei trasporti

Nasce in Svizzera Cargo Sous Terrain, versione merci dell'ambizioso progetto Hyperloop nato dalla fantasia di Elon Musk.

Nella sua concezione originale, Hyperloop, di cui ho scritto in passato, è una rete di capsule che viaggiano a velocità attorno a 1.200 km/h in tubi a bassa pressione d'aria, con un sistema di sospensione magnetica e propulsione lineare come nei treni a levitazione.
Nato per trasporto passeggeri, dopo una serie di annunci di impianti pilota negli Emirati e poi in Spagna, è attualmente in stand by per i costi stellari e i problemi di sicurezza intrinsechi.

Ora, un progetto svizzero potrebbe divenire il primo a superare la fase progettuale entro la fine di questo decennio, ma in versione cargo. Si chiama Cargo Sous Terrain (CST) ed è diverso da Hyperloop, ma basato su principi simili.
Innanzitutto è limitato al solo trasporto merci, il che elimina la questione sicurezza, e non prevede avveniristiche sospensioni magnetiche o tunnel a vuoto, ma è anche più complesso a livello logistico poiché combina operazioni sotterranee e in superficie. Cargo Sous Terrain è un'organizzazione che riunisce più aziende e mira a collegare i principali centri del Paese con una rete tanto sotterranea quanto terrestre, il che implica la soluzione di diversi problemi, dall'ubicazione dei diversi centri operativi alla gestione energetica, dalla costruzione dei tunnel alla realizzazione dell'infrastruttura informatica che gestirà il sistema.

L'intento soddisfa la quasi ossessione elvetica di sostituire il traffico su strada, ma si spinge anche oltre, postulando il superamento della stessa ferrovia con una flotta di piccoli veicoli completamente autonomi, progettati per funzionare 24 ore al giorno e in grado di raggiungere velocità fino a 30 km/h. Le capsule a guida autonoma caricano altrettanto autonomamente una serie di pallet e speciali ascensori  le portano dai centri di carico in superficie a quelli logistici nei tunnel sotterranei, attraverso i quali le merci arrivano ai centri di destinazione.

L'ipotesi è di ridurre fino al 40% il trasporto di merci pesanti sulle strade svizzere e un approfondito studio di fattibilità è già stato realizzato. Entro il 2031 si prevede di inaugurare la prima sezione della rete, che collega Härkingen-Niederbipp con Zurigo, che comprende 70 km di tunnel e dieci centri o punti di connessione lungo il percorso. Da lì si espanderà gradualmente ad altri centri del Paese; nella sua fase finale entro il 2045 sarà una rete con un totale di 500 km, che collegherà il Lago di Costanza e il Lago di Ginevra. Il costo totale del progetto è stimato in circa 33 miliardi di euro, di cui 3 miliardi necessari per avviare i lavori della prima tratta; tutti investimenti privati.

Separate alla nascita?

Celestiq è al vertice della nuova gamma elettrica Cadillac. Un'auto esclusiva costruita addirittura a mano, ma che ricorda una Peugeot 408.

Cadillac è forse il marchio che incarna maggiormente un simbolo di vistosa apparenza tra quelli Usa e seguendo le linee guida GM sta approcciando il cambiamento dei modelli in chiave elettrica.
La tabella di marcia per il suo futuro a batteria data 2020 e la mappa include l'ammiraglia Celestiq, il veicolo di maggiore impatto sulla sensibile clientela yankee.

A guardarla bene, long tail a parte, bene si nota tuttavia una certa rassomiglianza con un prodotto europeo (forse dovrei dire oriundo, vista la proprietà Stellantis di Jeep e Chrysler): la linea di cintura alta con vetrature basse e particolarmente il frontale, caratterizzato dalle luci laterali a led poste in verticale, ricordano infatti parecchio una Peugeot, la 408.

Crisi di idee tra gli stilisti Usa? Oppure hanno trovato nella profilatura europea della Peugeot il rapporto aureo? Beh, considerata la diversa collocazione di mercato dei due veicoli e visto che il prezzo della Cadillac è previsto intorno a a 300.000 $ mentre per la più cara delle 408 non si arriva a 50.000 €, qualche considerazione è di prammatica.

La Celestiq sarà costruita (dicono) a mano a partire dal prossimo dicembre al ritmo di 1,2 auto al giorno, per un volume annuo di 500 unità. Al di là del concetto di "mezzo pollo" che il valore decimale di produzione giornaliera richiama, si tratta dunque di un prodotto di altissima gamma, che aspira addirittura confrontarsi con la Rolls Royce, anch'essa del resto ormai impegnata nella transizione elettrica.
Realizzata sulla piattaforma GM Ultium, ha una batteria da 111 kWh per un'autonomia di 483 km, due motori per 608 CV e 868 Nm complessivi e la trazione integrale, che le consente uno 0-60 mph (96 km/h) in 3.8 secondi.
A Lenny Kravitz piace ma, diciamolo, alla fine (sempre coda lunga a parte) una 408 fa la sua bella scena con un sesto del prezzo. E la scena, per una Cadilac, è tutto.

Il seme del futuro

Nel 2003 smart presentò la Roadster, piccola scoperta a motore centrale turbo basata sulla meccanica delle sorelle cittadine e ispirata alle spider inglesi degli anni '60. Ora Toyota riprende il concetto.

Due anni, tanto durò la vita della Roadster sul mercato. Il forte passivo della Casa poi fece sì che per uscire dalle difficoltà la produzione venisse concentrata sulla sola  Fortwo, quindi nel 2005 end of session.
Ma la Roadster era figlia ideale della Suzuki Cappuccino e della Honda Beat, di un concetto sportivo basato quindi su peso ridotto, potenza adeguata ma non eccessiva, trazione posteriore e motore centrale.
Un concetto che ritroviamo ora sulla Toyota Sports EV, presentata nel 2021 come elettrica ma ora (sembra) riconvertita a una più pura motorizzazione a benzina.

Il segmento di mercato di queste auto scompare e riappare in genere a intervalli ventennali e corrisponde a una voglia di sportività accessibile che non può certo dare le stesse emozioni di una muscle car o di una titolata, ma offre comunque un gratificante piacere di guida. Posso dirlo con cognizione di causa perché possiedo una smart Roadster che, a dispetto del cambio devastante (quello delle prime smart), su un misto stretto è in grado di tenere andature sconosciute alla maggior parte delle altre auto.

Certo altra roba rispetto alla Supra o anche alla GR 86, ma forse una riedizione in chiave più economica e accessibile della MR2, che va a completare la gamma sportiva Toyota con un modello che in potenza potrebbe essere prodotto in numeri più ampi delle sorelle.
Il motore infatti sarebbe un 1.000 di provenienza Daihatsu (azienda del gruppo), da sempre ottima produttrice di tre cilindri, e grazie al turbo raggiungerebbe i 120 CV, che associati a un peso intorno alla tonnellata garantirebbero un rapporto peso/potenza ampiamente sotto i 10 kg/CV. Visti i tempi, un'aggiunta ibrida è d'obbligo, ma con ogni probabilità sarà di tipo mild, per non aumentare troppo il peso.

Back to the future

Il ponte rigido è fuori dalla produzione di massa dal tempo delle Alfa Giulia anni '70, ma ora Ford lo ripropone in chiave elettrica.

Live beam o live axle, questi i nomi che gli yankee danno al ponte rigido, il tipo di sospensione più semplice per l'asse posteriore, che connette rigidamente tra loro le ruote facendole muovere insieme a ogni sollecitazione proveniente dalla strada. Una struttura che si comporta bene in off road ed è per questo che i pochi esempi ancora in produzione si concentrano in quel settore. I principali contra sono però il maggior peso rispetto a soluzione più moderne e l'aumento delle masse non sospese, quelle su cui agiscono direttamente le forze provenienti dal moto del veicolo e che al loro aumentare riducono maneggevolezza e tenuta di strada.

Forse però nell'era elettrica questa caratteristica non ha più molta importanza, quantomeno vista la richiesta di brevetto depositata da Ford e resa nota dal sito Ford Authority. La soluzione dei motori nei mozzi non è nuova, poiché periodicamente riappare alla ribalta da diverse parti, come nel caso dei pianali elettrici della Elaphe (qui sopra).
Nel progetto Ford si tratta però di motori nelle ruote in aggiunta a un ponte rigido, con un ulteriore aumento di massa proprio sul principale elemento non sospeso.

Da un punto di vista puramente ingegneristico è una soluzione pratica ed efficiente. Collocare un motore in ogni ruota dà luogo a una trazione integrale semplice e performante, che grazie all'istantaneo controllo di coppia su ogni singola unità dei motori elettrici consente la massima trazione e il torque vectoring, utile nell'impostazione delle curve.
Dal lato dinamico però le cose vanno assai peggio. Il forte aumento di massa rende il veicolo lento nelle risposte alle sollecitazioni e le conseguenti numerose perdite di aderenza vanificano in pratica i teorici miglioramenti consentiti da una gestione elettronica istantanea dei propulsori.
 

Dai disegni si vede che il Blue Oval arriva a ipotizzare un assale rigido anche all'avantreno, soluzione semplice ma decisamente estrema per un veicolo stradale; certamente più adatta però a una off road, cui forse potrebbe essere destinato il brevetto.
Ma anche in quest'ottica la grande vulnerabilità cui sono esposti i motori rappresenta un potenziale vulnus per un veicolo destinato al fuoristrada, che potrebbe così trovarsi immobilizzato a seguito di un incidente che altrimenti avrebbe danneggiato solamente una ruota.
Se son rose...

Prendere e tornare

Con la sua MX-30 e-Skyactiv R-EV Mazda rilancia il Wankel, questa volta come range extender. Sarà la scelta giusta per le ibride di domani?

Mazda, tradizionalmente votata all'alta tecnologia, ha creduto a lungo nel motore rotativo e solo nel 2012 ha posto fine alla sua epopea con lo stop alla produzione della RX-8. Ricordo la presentazione a Laguna Seca: un'auto brillante e affascinante con le sue mezze porte posteriori, dotata di un birotore aspirato che girava altissimo senza sforzo (e senza limitatore),  ma carente di coppia ai bassi.
A spingere la Casa di Hiroshima a mettere da parte una soluzione nella quale aveva investito più di ogni altro costruttore fu la difficoltà o meglio l'impossibilità di rispettare le sempre più stringenti regole sulle emissioni, mentre la potenza specifica, grazie ai tre scoppi per giro del pistone, è sempre stata elevata. Senz'altro centrale il problema della difficile tenuta dei segmenti su tre lati del pistone rotante, soggetti anche a forte usura per la loro estensione. Infatti non è mai stato realizzato un Diesel Wankel (uno in UK, ma con due rotori in sequenza, improponibile per la complessità),  proprio per l'impossibilità di raggiungere un elevato rapporto di compressione.

Se è vero però che i problemi si collocano in ambito di inquinamento, buona parte di essi è legata alle continue variazioni di regime cui il motore è soggetto nella guida, cosa del tutto evitabile se l'unità è impiegata come range extender, ove il regime è quasi fisso. Dico quasi perché nell'unità che Mazda ha adibito allo scopo per la MX-30 e-Skyactiv R-EV questo varia invece tra 2.000 e 4.500 giri, con una potenza massima di 74 CV a 4.700 giri e 116 Nm a 4.000, scelta legata alle sensazioni del guidatore, che quando conduce con il Wankel in funzione ha così un'impressione simile a quella della guida di un veicolo tradizionale.
Il monorotore, denominato 8C, ha una cilindrata di 830 cm3, un rapporto di compressione relativamente alto, 11,9:1, l'iniezione diretta e, come dicevo sopra, grazie all'elevata potenza specifica dimensioni ridotte che consentono di integrarlo nel gruppo di trazione nel vano anteriore, come nella versione Bev.

L'accumulatore da 17,8 kWh permette un'autonomia di 85 km con il motore elettrico da 170 CV e 260 Nm; a batteria scarica o alla capacità residua prestabilita o ancora quando occorre maggior brio nelle accelerazioni il Wankel si avvia e fornisce l'energia in più richiesta con l'autonomia consentita dai 50 litri del serbatoio.
La ricarica ovviamente avviene anche tramite connessione alla rete: con una colonnina in continua in 25 minuti si fa il pieno. Mazda dunque crede che oggi sia più vantaggioso disporre di una batteria di media capacità e del range extender rispetto alla sola batteria. E' la soluzione adottata dai taxi di Londra di nuova generazione e il motore Wankel con la sua compattezza potrebbe rappresentare l'atout del marchio.
Resta l'incognita della durata di un propulsore soggetto intrinsecamente a forte usura dei segmenti radiali, pur passati da 2 a 2,5 mm, e dell'effettivo consumo, legato alla combustione meno efficiente rispetto a un motore a pistoni e alla maggiore dispersione di calore della camera di scoppio. Certo però le dimensioni contano e il Wankel in questo è insuperabile.

Ricarica lampo con BlueFire

I lunghi tempi di connessione alle colonnine sono uno dei principali handicap delle Bev; un progetto Usa promette di ridurli drasticamente.

Rispetto ai cinque, dieci minuti necessari per rifornire una normale auto a combustione, sappiamo che il tempo di ricarica di un'auto elettrica si misura piuttosto in ore. Trattandosi di un problema basilare, sono diversi i progetti di ricerca che cercano di affrontarlo e uno di questi è BlueFire, nato in Usa nel 2019. Sviluppato dalla Hofer Powertrain, un fornitore dell'industria automotive che ha già al suo attivo un metodo per caricare batterie a 800 V tramite colonnine a 400, lavora sia sul punto di ricarica sia sulla batteria. Per il primo è stato sviluppato un protocollo mediante il quale è possibile raggiungere potenze fino a 3,75 MW; un sistema di gestione dell'accumulatore si occupa invece di controllare la ricarica di ciascuna delle celle che lo compongono.

Proprio questo è l'elemento chiave del progetto, grazie al controllo del funzionamento elettrico e termico delle celle e del set completo in cui sono confezionate. Vengono monitorati i parametri di tensione, corrente e temperatura e il loro bilanciamento, mentre è calcolata la carica e sono equalizzati i tassi di degradazione. Una batteria dotata del sistema di gestione BlueFire è stata utilizzata per kart da corsa dova ha mostrato di aver raggiunto un'elevata stabilità ciclica e raggiunto tempi di ricarica sorprendenti, inferiori a 90 secondi per passare dal 5% all'85%.

Il progetto pilota in ambito sportivo mostra quindi possibilità che possono essere estese ad altri campi e gli ingegneri dell'azienda stanno lavorando per aumentare la densità energetica delle celle della batteria e ridurne il peso. Occorre ovviamente fare la tara alle dichiarazioni roboanti, ma alla Hofer ritengono sia possibile estendere all'industria automobilistica i risultati dello studio e in questo senso sono già stati avviati contatti con le aziende interessate.

Oltre la Cayenne

Porsche ha in programma nel prossimo futuro una Suv di grandi dimensioni, dotata di un sistema elettrico a tensione più alta di quello odierno.

Sappiamo tutti come la veemente spinta verso le BEV provenga in Europa in massima parte dal gruppo VAG, che dopo la batosta del Dieselgate Usa ha voltato pagina coinvolgendo (con l'evidente aiuto della UE) più o meno tutti i costruttori. E poiché la posizione di punta high tech tra i brand spetta a Porsche, è proprio a lei che è affidato il ruolo di trend setter, quantomeno nella fascia alta di mercato, ammesso che un mercato come lo definiamo oggi esista ancora nel prossimo futuro.

Quindi il trasferimento del congruo bagaglio di know how ingegneristico e sportivo verso sistemi e piattaforme completamente nuovi è compito precipuo di Porsche, che dal 2020 con con la Taycan ha mostrato come intenda declinare alla sua maniera una Bev.
Ma le cose ovviamente vanno avanti e la sinergia di gruppo incalza. Così da commenti di insiders si apprende che è in progetto l'interpretazione molto sportiva di un SUV di grandi dimensioni, la cui filosofia fa capo a quella del prototipo Mission R. Il modello, definito per ora K1, sarà un'ammiraglia di fascia alta e che si collocherà al di sopra della Cayenne, con possibili ambizioni di fuoristrada grazie alle sospensioni pneumatiche e alla trazione integrale.

La K1 si indirizza agli affamati di lusso in chiave SUV di Usa e Cina e dovrebbe condividere la piattaforma PPE della Macan elettrica, prevista al debutto per il prossimo anno. La struttura della piattaforma adotta un nuovo sistema elettrico a 920 volt, che dovrebbe consentire tempi di ricarica più rapidi del pacco batteria da 100 kWh rispetto a qualsiasi veicolo elettrico oggi in vendita. Per garantire poi prestazioni adeguate al marchio, è previsto pure un innovativo raffreddamento a olio dei motori elettrici, capace di mantenere inalterate le prestazioni anche nella guida sportiva. Debutto nel 2027; prezzo attorno a 150.000 €.