Con l'evoluzione dell'industria automobilistica, si evolvono anche gli pneumatici e le idee per migliorarli. Gli ingegneri di tutto il mondo stanno superando se stessi con tecnologie sorprendenti: pneumatici intelligenti, pneumatici stampati in 3D, pneumatici senza aria e persino pneumatici riempiti di muschio. La ricerca di alternative più sostenibili è un obiettivo primario, poiché l'industria deve far fronte alla sfida della sostenibilità, incentivata anche da quadri normativi sempre più stringenti, come il regolamento Euro 7, che introdurrà limiti specifici di emissioni inquinanti anche per gli pneumatici. Questo impone alle imprese di produrre coperture più durevoli e con una maggiore resistenza all'abrasione da rotolamento. Gli automobilisti avranno la possibilità di beneficiare di queste innovazioni? E quando queste tecnologie rivoluzionarie diventeranno realtà tangibile sulle nostre strade?
Michelin Uptis: I Pionieri degli Pneumatici Senza Aria
Sebbene le discussioni sugli pneumatici che non hanno bisogno di essere gonfiati siano in corso da diversi anni, è da molto tempo che un progetto non fa parlare di sé come la proposta del produttore francese Michelin e del gruppo General Motors. Nel giugno 2019 è stato presentato Michelin Uptis (Unique Puncture-proof Tire System) - un modello airless resistente alle forature. Ciò che distingue questo progetto dagli altri sono i piani realistici per il suo lancio. Il sistema è stato testato su strade reali nel 2019 e dovrebbe essere disponibile per gli automobilisti a partire dal 2024, sia negli USA che in Europa e nel resto del mondo.
Questo pneumatico senza aria, o per meglio dire ruota, ha un aspetto molto suggestivo, addirittura futuristico. Soprattutto, però, ci si aspetta che offra prestazioni eccellenti. L'interno è costituito da una struttura in gomma speciale e fibra di vetro, sufficientemente elastica da garantire al conducente il massimo comfort e sicurezza. Altri vantaggi previsti sono la durata, il risparmio di materie prime e la riduzione della resistenza alla rotazione. Con Uptis, infatti, vengono ridotte le materie prime necessarie per la realizzazione delle gomme, si diminuiscono gli sprechi grazie alle migliori performance e alla struttura antiforatura, senza contare la minore manutenzione richiesta. La gomma può essere ricostruita, anche fino a 6 volte come annunciano i tecnici Michelin.
Una soluzione simile è già in produzione. La realizzazione del modello X Tweel è stata intrapresa a Piedmont, negli Stati Uniti, sempre dalla casa francese Michelin. Già nel 2011, Bridgestone aveva dichiarato di aver realizzato un prototipo di pneumatico senza aria che non necessita di essere gonfiato. L'idea giapponese era di collegare il pneumatico al mozzo con raggi elastici e incrociati. Il prodotto doveva essere silenzioso e confortevole, cosa che in precedenza aveva rappresentato una sfida per i costruttori di pneumatici concept. I progettisti avevano puntato anche sull'ecologia, poiché il modello poteva essere riciclato al 100%. E sebbene Bridgestone avesse annunciato che la proposta avrebbe rivoluzionato il mercato degli pneumatici, si parla sempre meno di questa soluzione.
Pneumatici senza Aria Michelin Uptis Indistruttibili
Vision di Michelin: Un Concept Rivoluzionario
Nel 2017 è stato presentato uno dei concetti più visionari: Vision di Michelin. Questo è un pneumatico airless e un cerchio completamente biodegradabile, tutto in uno. È costruito con materiali riciclati, ma l'innovazione più grande è la prospettiva di modificare il disegno del battistrada tramite stampanti 3D. Come se non bastasse, i sensori montati sul Michelin Vision inviano informazioni sulle condizioni del battistrada a un'app dedicata via internet. Al momento opportuno, l'automobilista potrà fissare un appuntamento in un punto speciale presso il quale verranno reintegrate le carenze dello strato superiore, semplicemente con l'uso della stampa. Il progetto Vision di Michelin è quello di realizzare nei prossimi anni pneumatici che rispecchino 4 concetti fondamentali: 3D Printable, 100% Sustainable, Connected e Airless. Questo innovativo pneumatico cambierà anche le nostre abitudini: molto probabilmente non esisteranno più né fabbriche tradizionali di gomme, né tanto meno i gommisti, poiché gli pneumatici si potranno "stampare" da soli.
L'Innovazione Airless di Hankook: I-Flex
In occasione della leggendaria fiera dell’elettronica CES 2022, il produttore coreano Hankook ha deciso di presentare per la prima volta al mondo il suo innovativo modello di pneumatico non pneumatico. I-Flex si distingue non solo per il suo design insolito, ma anche per le sue proprietà, che rendono lo pneumatico innegabilmente a prova di futuro. Ogni pezzo è composto da forme esagonali che danno vita a una struttura traforata, responsabile del perfetto equilibrio tra rigidità e flessibilità. La natura e la disposizione delle cellule nei corpi degli organismi viventi hanno fornito l’ispirazione per la struttura caratteristica. I-Flex è uno pneumatico senza aria, quindi il monitoraggio dei livelli di pressione non è più un problema. Il produttore dichiara di avere intenzione di implementare ulteriori miglioramenti in futuro, per ottenere maggiori benefici dal loro possesso.
Pneumatici Intelligenti per Veicoli Autonomi
Quando nelle automobili sono stati montati i sensori TPMS è avvenuta una sorta di rivoluzione: gli pneumatici, infatti, hanno iniziato a segnalare il loro stato di pressione, rendendo i viaggi di oggi molto più sicuri. Oggi le automobili sono sempre più autonome: parcheggiano da sole, chiamano l’ambulanza dopo un incidente o raggiungono la destinazione senza conducente. Per questo motivo è stata lanciata una nuova sfida al mondo degli pneumatici: la creazione di pneumatici intelligenti. Da semplici componenti meccanici, progettati per trasmettere forze garantendo aderenza e prestazioni, oggi diventano elementi intelligenti e connessi, capaci di dialogare con il veicolo, altri veicoli e le infrastrutture, entrando a pieno titolo negli ecosistemi digitali di mobilità moderna. Questa tecnologia apre la strada a nuove funzionalità: dall'ottimizzazione delle performance in funzione del contesto di guida, alla gestione proattiva della sicurezza, fino al monitoraggio dell'usura. Sensori in-tyre rilevano parametri come pressione, temperatura ed accelerazioni. Questi dati vengono inviati in tempo reale al veicolo e, una volta elaborati da algoritmi proprietari Pirelli, sono utilizzati dai sistemi elettronici di controllo come ABS, ESP e ADAS. Il risultato? La tecnologia è già disponibile su modelli del segmento prestige e in fase di estensione su nuove piattaforme.
Pirelli Cyber Tyre e Goodyear IntelliGrip Urban
Pirelli Cyber Tyre è un concetto del 2015. Il sensore CyberFleet montato nello pneumatico invia al computer di bordo informazioni sulle prestazioni dell’auto, sull’aderenza o sulle condizioni della strada. Ciò consente alla vettura di adattare meglio la velocità o la forza frenante alle condizioni prevalenti. Il sistema è già in uso e un'unità di marca dedicata sta ancora lavorando al suo sviluppo.
Goodyear, invece, ha sviluppato lo pneumatico IntelliGrip Urban, basato su un sistema di sensori che funziona con i veicoli autonomi. Le condizioni della strada o le condizioni meteorologiche attuali influiscono sulle prestazioni dell’auto. Questo tipo di soluzioni sono sviluppate per flotte di veicoli che non richiedono un conducente. I loro punti di forza sono quindi la durata e l'economia di guida.
Adattamento a Tutte le Condizioni: Hexonic e Aeroflow di Hankook
In termini di design, il concept Hankook Hexonic è il più impressionante. L’aspetto futuristico, tuttavia, deriva da funzionalità specifiche. Quando si guida su superfici bagnate, gli esagoni (piastre esagonali) del battistrada sono progettati per distribuirsi in modo da drenare efficacemente l’acqua. Il modello Aeroflow, sviluppato per le auto sportive, ha un effetto leggermente diverso. Questo pneumatico può dividersi in due per aumentare la larghezza della ruota e migliorare l’aerodinamica del veicolo.
Innovazioni di Nokian: Pneumatici con Chiodi Estraibili
Le innovazioni introdotte da Nokian vanno in una direzione un po’ diversa da quelle descritte sopra. Il marchio finlandese è noto soprattutto per i suoi pneumatici invernali. Dopo tutto, chi se non gli abitanti del freddo nord hanno più esperienza e conoscenza in materia? Una delle loro idee è un modello con chiodi estraibili. Sebbene l’uso di questi componenti metallici sia vietato in molti Paesi, essi hanno la loro utilità in condizioni invernali estreme. Quando si preme un pulsante sul cruscotto, la parte mobile si estende contemporaneamente da tutti gli pneumatici: è quindi necessaria la presenza umana. Tuttavia, dal lancio del concept nel 2014, non sono ancora stati introdotti in vendita.
Pneumatici Multifunzionali e Generazione di Energia
Il passo successivo è la ricerca di nuove possibilità legate al funzionamento degli pneumatici. Una delle idee riguarda la produzione di elettricità durante la guida. Un dispositivo installato nella gomma è destinato a generare elettricità che alimenterebbe l’impianto elettrico sempre più esigente delle auto moderne.
Tuttavia, non si tratta di un’idea innovativa, poiché Goodyear ha già presentato il modello concept BH03 nel 2015. Gli ingegneri americani hanno costruito uno pneumatico in cui i materiali utilizzati sono responsabili della produzione di elettricità. Il primo genera energia dal calore, mentre il secondo sfrutta la tensione dello pneumatico. Come se non bastasse, anche la luce del sole catturata quando lo pneumatico è fermo ha permesso di generare elettricità. Progetti come quello di Goodyear prevedono la generazione di elettricità attraverso dispositivi nei pneumatici.
Pneumatici senza Aria Michelin Uptis Indistruttibili
Goodyear Oxygene: Il Pneumatico a Base di Muschio Vivo
Lo stesso produttore ha anche proposto una delle innovazioni più strane. Si è deciso di riempire le gomme di muschio vivo, che cresce sulla parete laterale. Il Goodyear Oxygene, presentato nel 2018, consente la produzione di ossigeno aggiuntivo nell’atmosfera e cattura l’anidride carbonica, assorbendo l’umidità sia dalla strada che dall’aria. L’innovativo pneumatico Oxygene, riempito di muschio vivo, propone un’alternativa ecologica, producendo ossigeno e catturando anidride carbonica.
La Composizione degli Pneumatici Moderni e la Ricerca di Materiali Sostenibili
Nonostante l’aspetto semplice ed essenziale, gli pneumatici sono in realtà il risultato di un complesso processo ingegneristico: dal design ai materiali utilizzati, ogni aspetto è oggetto di un’attenta progettazione, al fine di ottenere specifiche caratteristiche tecniche e prestazionali. Non tutte le gomme, infatti, sono uguali ma sono realizzate in maniera tale da adattarsi a condizioni di guida differenti nonché a varie tipologie di veicolo. Di base uno pneumatico è formato da un involucro esterno in gomma e una struttura interna fatta di filamenti metallici e fibre tessili, intrecciati tra loro in vario modo. In particolare, quelli di nuova generazione sono quasi tutti ‘tubeless‘, ovvero senza la camera d’aria. La gomma, in realtà, è un compound, ovvero una mescola di gomma e svariati additivi, tra cui la silice, che contribuiscono a conferire alla copertura le caratteristiche desiderate e lo stesso dicasi per le ‘tele’ interne. In genere, la mescola è però composta da un 20-30% di gomma naturale e una pari quantità di gomma sintetica: la prima si ricava principalmente dall’albero della gomma (Hevea brasiliensis), che cresce soprattutto nelle zone tropicali.
Uno degli aspetti che certamente caratterizzerà l’industria degli pneumatici del futuro sarà la ricerca di materiali naturali e sostenibili che possano essere alternativi alla gomma. La ricerca di alternative più sostenibili riguarda anche la gomma sintetica dal momento che quella utilizzata al momento è un polimero appartenente alla famiglia stirene-butadiene, un materiale noto anche come SBR (Styrene Butadiene Rubber). Alcune aziende stanno vagliando la possibilità di produrre il butadiene da fonti rinnovabili, in particolare da biomassa di origine vegetale. Più in generale, l’obiettivo è quello di minimizzare l’impiego di materia prima vergine e di sfruttare anche materiali di scarto della produzione agricola. Il terzo elemento più presente nella mescola degli pneumatici è il nero di carbone, un particolato prodotto perlopiù dalla combustione del petrolio. Le aziende stanno cercando materie prime più sostenibili per la produzione di pneumatici. L’obiettivo è sviluppare mescole contenenti oltre il 40% di materiali rinnovabili entro il 2025 e oltre il 60% entro il 2030.
Pneumatici per lo Spazio: Le Lunar Wheels di Michelin
Michelin compie un balzo verso il futuro (e verso lo spazio), sviluppando un innovativo tipo di ruota airless pensato per affrontare le condizioni estreme della superficie lunare. Il colosso francese della gomma è stato scelto per collaborare con la NASA alla progettazione delle ruote del nuovo Lunar Terrain Vehicle (LTV), il rover che sarà utilizzato durante le missioni Artemis a partire dal 2030.
Il progetto è ambizioso e visionario: creare una ruota capace di resistere a sbalzi termici estremi - da -240°C nelle notti lunari fino a +100°C durante il giorno - e di muoversi agilmente su un terreno accidentato, sabbioso e ricoperto di regolite, una polvere abrasiva e molto insidiosa. Inoltre, le ruote dovranno funzionare per anni senza alcuna manutenzione, un requisito fondamentale per un mezzo destinato a operare a centinaia di migliaia di chilometri dalla Terra.
Il cuore della sfida è l’adozione della tecnologia airless, cioè priva di aria: una scelta che elimina del tutto il rischio di forature e perdita di pressione, garantendo massima affidabilità anche in ambienti ostili. Queste nuove ruote, chiamate “Lunar Wheels”, sono il risultato di una lunga attività di ricerca e sperimentazione nei laboratori di Ladoux, in Francia, il centro nevralgico dell’innovazione Michelin. Qui sono state realizzate simulazioni delle condizioni lunari, testando le ruote su terreni irregolari, pendii fino a 20 gradi e superfici simili a quella della Luna. Per la loro realizzazione si è fatto ricorso a tecnologie all’avanguardia come la stampa 3D e l’uso di materiali compositi avanzati, capaci di offrire al tempo stesso resistenza, flessibilità e leggerezza. Le ruote airless non sono solo un’evoluzione per le missioni spaziali, ma rappresentano anche una visione per la mobilità terrestre del futuro. Michelin, infatti, vede in questa sperimentazione un’opportunità per introdurre anche sulla Terra pneumatici più sostenibili, resistenti e longevi, potenzialmente in grado di ridurre l’impatto ambientale dell’automobilismo tradizionale. Questa collaborazione con la NASA non è la prima per Michelin nel campo spaziale: già in passato aveva lavorato a progetti simili, ma con questa nuova sfida punta a consolidare il proprio ruolo di leader nell’innovazione. Siamo stati la prima azienda di pneumatici ad accompagnare l'uomo sulla Luna, siamo stati i primi a lavorare sul pneumatico AllSeason e continuiamo ogni giorno a rinnovare la nostra spinta innovativa, concentrando le nostre scoperte tecnologiche in ogni nostro prodotto.
Pneumatici Autoriparanti e Nanoparticelle
Immagina pneumatici capaci di auto-rigenerarsi, come le cellule del nostro corpo. Grazie agli studi attuali, siamo vicini a materiali che potrebbero auto-ripararsi, potenzialmente prevenendo incidenti e prolungando la vita utile degli pneumatici. Gli pneumatici Selfseal di Michelin, per esempio, offrono un livello di sicurezza e convenienza senza precedenti, sigillando forature fino a 6 millimetri e consentendo ai conducenti di proseguire senza interruzioni. I produttori stanno sperimentando l’inserimento di nanoparticelle nella gomma per migliorare aderenza, resistenza all’usura e riduzione della resistenza al rotolamento.
Il Futuro dei Veicoli Volanti: Goodyear Aero
Sebbene sembri difficile trovare qualcosa di ancora più originale, la fantasia degli ingegneri ci fa supporre che non sia detta l’ultima parola. Uno pneumatico senza aria per le auto volanti? Perché no? Goodyear, all’inizio del 2019, ha presentato il concetto di Aero, che troverà applicazione sia durante la tradizionale guida dell’auto sia quando il mezzo inizierà a sollevarsi da terra. Dotato internamente di un rotore girevole, il modello si trasformerebbe nel sistema di propulsione del veicolo durante il volo. Il Goodyear Aero è un pneumatico progettato per i veicoli volanti e autonomi del futuro.
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