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pubblicato il 21 novembre 2010

Parliamo di sistemi di sicurezza attiva

Dalle gomme "intelligenti" agli ESP "pro-attivi"

Parliamo di sistemi di sicurezza attiva
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La sensibilità verso la sicurezza in auto, va di pari passo con la diffusione dello strumento "automobile": più il traffico aumenta, più aumentano statisticamente gli incidenti, più ne emerge il bisogno. Si tratta, senza mezzi termini, di un argomento "scottante" che, oggi che è diventato quasi un business - ed è di difficile valutazione oggettiva da parte degli utenti - ma che in passato, invece, ha fatto saltare più di una "testa" nei ranghi dell'automobilismo ed ha scatenato torbide manovre contro la concorrenza (la storia di Preston Tucker ne è l'esempio lampante). Per comprendere la sicurezza, è necessario fare una prima distinzione di base tra due tipologie essenziali: la sicurezza "attiva" e la sicurezza "passiva". Delle prime fanno parte tutti i dispositivi di cui l'auto è dotata e che contribuiscono ad evitare situazioni di pericolo, mentre della seconda fanno parte quei dispositivi atti a limitare i danni che deriverebbero dal verificarsi di una situazione di pericolo. Vi sono, poi, alcune correnti che identificano un terzo tipo di sicurezza: la cosiddetta sicurezza "difensiva", ovvero tutti quei comportamenti posti in essere dal conducente finalizzati a mantenere condizioni di marcia assolutamente sicure, lontane da episodi che potrebbero potenzialmente generare pericolo. In realtà questa terza distinzione è una costruzione concettuale, in quanto contempla l'elemento comportamentale del conducente, che rientra a pieno nella sicurezza attiva.

L'UOMO COME ELEMENTO DI SICUREZZA
Iniziamo col definire l'uomo come elemento di sicurezza "attivo" per antonomasia. Il più efficace strumento per evitare contesti pericolosi nel traffico è il conducente: a lui è demandata la gestione totale del veicolo, anche in termini di sicurezza. In assenza di difettosità e problematiche di natura tecnica, che siano imprevedibili ed improvvise (a dire il vero molto rare), il primo elemento difettoso della sicurezza in auto è proprio il guidatore! Questo per definire che è inutile spendere decine di migliaia di euro per acquistare "astronavi su ruote" iper-equipaggiate in termini di sicurezza, se poi ci mettiamo al volante in condizioni psico-fisiche non ottimali o ci distraiamo col navigatore o col telefonino. Chiarito questo assunto di partenza, parliamo della sicurezza attiva in termini classici. Osservando un'automobile sotto quest'aspetto, è evidente quanto ampio sia il concetto di sicurezza attiva. Occupandoci di tutti i sistemi dedicati allo "scongiurare" del verificarsi di situazioni di pericolo, rientrano nel novero dei dispositivi di sicurezza attivi equipaggiamenti la cui presenza è talmente scontata che non ne riconosciamo più il valore. Pneumatici, sospensioni, proiettori, tergicristalli, fino a spingersi a concetti astratti come l'erogazione del propulsore o l'efficacia dell'impianto di ventilazione contro l'appannamento: associarli direttamente al concetto di sicurezza attivo è un processo al quale non siamo più abituati.
Nei decenni passati, invece, tali aspetti sono stati effettivamente considerati da questo punto di vista. Tutto iniziò quando il francese Cugnot, nel suo settecentesco carro a vapore, primo vero esempio di automobile, ebbe il coraggio di soprassedere all'impianto frenante. L'azzardo si tramutò in una sorta di punizione divina: l'inventore francese terminò rovinosamente la sua corsa contro un muro. Dal primo veicolo automobile si originò anche il primo incidente stradale.

DALLE GOMME ALL'ESP
Tenuto conto della necessaria presenza di un impianto frenante, ad inizio Novecento l'argomento chiave erano "le gomme". Prima dell'invenzione dello pneumatico, le automobili viaggiavano su cerchioni rivestiti di gomma piena: indistruttibile, ma assolutamente deleteria, con valori di aderenza che oggi farebbero rizzare i capelli. Ma gli pneumatici sono stati solo il primo degli equipaggiamenti sviluppati con attenzione alla sicurezza. D'altra parte, come detto in apertura, le automobili aumentavano continuamente e, di riflesso, aumentavano anche gli incidenti, al punto da considerare la sicurezza una "svolta necessaria" e da sfruttare anche a fini commerciali. Così, le prime pubblicità sulla stampa pubblicizzavano veicoli che, oltre alle prestazioni pure ed alla facilità di guida e di manutenzione, erano dotati di mirabili sistemi di sicurezza come lampade elettriche (le prime erano ad acetilene), freni sulle quattro ruote e gomme pneumatiche.
Dopo la grande rivoluzione dovuta agli pneumatici, fu la volta degli impianti frenanti. I primi freni a comando meccanico, nel periodo compreso tra le due guerre, vennero gradualmente rimpiazzati da impianti idraulici, mentre i sistemi di illuminazione si facevano via via più complessi (parabole e trasparenti dei fari intodussero un disegno elaborato per migliorare la direzione del fascio luminoso e furono introdotti i fari abbaglianti e i primi fendinebbia). Il dopoguerra fu il periodo della diffusione dei sistemi frenanti a disco, che soppiantando i tamburi ponevano i tecnici di fronte all'annosa questione della durezza del comando, inducendoli a concepire il "servofreno". Poco dopo gli anni Sessanta, quelli del boom economico (in Italia), concepirono un nuovo concetto di sicurezza legato alle prestazioni. Fu così che le case automobilistiche la cui produzione era maggiormente orientata verso le doti dinamiche, fecero dell'accelerazione e della ripresa un vanto, un modo di affermare la loro attenzione alla sicurezza (un approccio che oggi farebbe inorridire chiunque): basti vedere cosa pubblicizzavano in quegli anni la BMW, l'Alfa Romeo e - addirittura - l'Abarth. Alfa e BMW in particolare concepirono un'univoca linea, particolare, linea che - senza troppe remore - elogiava le doti dinamiche sopra la media delle loro vetture. Nel decennio successivo e fino alla metà degli anni Ottanta, l'attenzione per la sicurezza passò decisamente in secondo piano. Il clima sociale del momento non favoriva l'automobile, essenzialmente vista come un "problema" e come tale trattata: si perse così il concetto di sicurezza attiva e l'auto iniziò ad essere considerata come un oggetto totalmente "passivo", dal quale bisognava difendersi. Si assistette alla nascita dei piani governativi per la sicurezza, che finanziavano progetti finalizzati allo sviluppo di tecnologie per la sicurezza passiva. Gli ESV di G.M., Honda, Fiat, Ford, Volkswagen e Toyota (1972) ne sono un esempio, con il loro strano design e le enormi zone ad assorbimento d'urto. Una volta usciti dalla crisi socio-economica degli anni '70 si tornò a parlare di sicurezza attiva: l'ABS Bosch venne adottato su scala sempre maggiore e fu il grande fautore del ritorno sulla scena primaria della sicurezza attiva. Grazie al suo progressivo sviluppo, infatti, sono nati i sistemi antislittamneto ASR e di controllo della stabilità ESP che, ulteriormente perfezionati, hanno dato origine ai mirabili sistemi integrati di gestione della dinamica, della cui presenza - e della cui importanza - oggi quasi non ce ne accorgiamo più. La diffusione di tutti questi ausilii alla guida è ormai tale che finiamo per darne per scontata la presenza, un po' come succede con fari e pneumatici, di cui spesso trascuriamo la manutenzione o sottovalutiamo l'importanza.

DALLE GOMME INTELLIGENTI AGLI ESP "PRO-ATTIVI"
Da indiscrezioni certe provenienti da nostre fonti, le più importanti aziende che forniscono sistemi di sicurezza attiva alle case automobilistiche sono pronte a lanciare sul mercato una nuova generazione di moduli ABS/ESP. Il punto chiave in questa sfida è che stanno per scendere in campo nuovi attori, ovvero i più importanti produttori di pneumatici, nell'ottica di instaurare una partnership tecnica con i principali sistemisti. I tedeschi sembrano partire avvantaggiati in questa gara, potendo schierare tra le proprie fila nomi quali Bosch e Continental Teves, ma l'Italia risponde con la joint-venture tra Magneti Marelli, Brembo e Pirelli, la quale sta giocando un ruolo di primo piano grazie al progetto Cyber Tyre. L'idea di avere uno pneumatico intelligente rivoluzionerebbe pertanto il modo di progettare la sicurezza attiva dei veicoli ed introdurrebbe il nuovo concetto di sicurezza pro-attiva. Il punto di partenza per spiegare questa filosofia è semplice. Gli attuali sistemi di controllo della stabilità, infatti, correggono le traiettorie dell'automobile basandosi su sensori presenti a bordo, mentre gli pneumatici sono elementi utilizzati a valle degli interventi sulle pinze freno, e veicolano così le opportune forze a terra e impongono alla cassa i voluti momenti di imbardata attorno all'asse verticale del veicolo. In parole semplici, quando l'auto sbanda la centralina ESP riceve (e stima) i segnali provenienti dagli accelerometri fissati alla scocca ed elabora in tempo reale quali pinze, e con quale intensità, frenare per eliminare il comportamento sottosterzante/sovrasterzante che la vettura manifesta in curva o in una manovra di emergenza. Quando ci troviamo, invece, a dover effettuare una frenata su fondi a bassa aderenza, l'ABS attiva il suo primo ciclo di intervento alla massima pressione fornibile dall'impianto idraulico (circa 200 bar) e, solo dopo averne rilevato il bloccaggio, sfrena le ruote in difficoltà per riapplicare una minore forza al disco freno e ottenere così una coppia frenante più adatta alle reali condizioni del manto stradale. Il processo che abbiamo appena descritto per il funzionamento dei moduli ESP e ABS avviene in poche frazioni di secondo, ma il fatto di dover "inseguire" a posteriori i reali valori delle grandezze fisiche che governano il fenomeno (accelerazioni, velocità e coefficienti d'attrito) si paga in termini di metri risparmiati negli spazi d'arresto e possibilità di mantenere il controllo del mezzo nelle perdite di aderenza laterali degli pneumatici. In questo scenario si capisce bene come le gomme intelligenti possano migliorare gli standard di sicurezza, prevenendo il verificarsi di una situazione critica o velocizzando l'intervento del sistema ad evento avvenuto. Questo è dunque il significato dell'aggettivo pro-attivo, che nel caso specifico dell'alleanza "pneumatico-ESP" si traduce nel dotare le gomme del futuro di sensori in grado di comunicare alle centraline di controllo della dinamica di marcia il valore dell'aderenza disponibile a terra, istante per istante. Ognuno di noi, a dire il vero, ha già sperimentato questo processo tutte le volte che ha recuperato l'equilibrio dopo aver messo il piede sul ghiaccio. In questo modo, sempre continuando il paragone biomeccanico con il corpo umano, il cervello (centralina ESP) dell'auto sarà in grado di adeguare l'intervento di tendini e muscoli (freni e centralina motore), in base al feedback che il piede (pneumatico) fornirà passo dopo passo (ogni giro ruota) quando verrà a contatto con il suolo.

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Autore: Salvatore Loiacono, Giuliano Daniele

Tag: Retrospettive , sicurezza stradale


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