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er l'industria automobilistica, que-sto è contemporaneamente unmomento magico e un periodo

nero. Da Detroit a Stoccarda, da Tokyoa Parigi, da Torino a Seul, i produttoridi automobili si trovano di fronte a uninsieme di problematiche mondiali chefanno sembrare la crisi energetica deiprimi anni settanta un'esercitazione an-tincendio. La concorrenza tra i produt-tori non è mai stata tanto agguerrita; lecittà di tutto il mondo non sono mai statecosì congestionate. Il problema della si-curezza dei trasporti automobilistici siprofila sempre più grave. E adesso chel'industria si è infine adeguata agli stan-dard di emissioni tollerabili che eranostati fissati anni fa, la minaccia del riscal-damento globale sta puntando l'indiceaccusatore contro un altro spauracchio:il biossido di carbonio (anidride carbo-nica), un nemico che nessuna «marmit-ta» catalitica potrà sconfiggere.

Il settore, tuttavia , sta anche cavalcan-do la cresta dell'onda dello sviluppo tec-nologico. Nuovi materiali, progetti e di-spositivi - molti dei quali nati dalla fusio-ne con industrie aeronautiche ed elettro-niche - offrono opportunità che nessunproduttore automobilistico può permet-tersi di ignorare. Combustibili e motorialternativi potranno smorzare l'impattodell'automobile sulla qualità dell'aria ur-

bana senza per questo sacrificare la fun-zionalità o le prestazioni del veicolo.Materiali più leggeri potranno ottimizza-re il consumo di combustibile riducendogli attriti nel motore. Progetti più ac-curati potranno incrementare il rendi-mento diminuendo la resistenza aerodi-namica e migliorando la maneggevolez-za del veicolo.

Le soluzioni meno tradizionali pro-vengono forse dal mondo dell'elettroni-ca. Strade «intelligenti» e vetture anchepiù intelligenti potrebbero assottigliarela cappa di smog sulle città renden-do più rapidi gli spostamenti e riducendoi tempi morti. Comunicazioni in temporeale con centri di controllo del trafficopotranno aiutare gli automobilisti a evi-tare ingorghi e incidenti. A bordo, car-tine memorizzate in formadigitale segnalerannola posizione

quelli ambientali, e un attaccamentonon proprio razionale all'automobile,decideranno il futuro dell'industria auto-mobilistica.

All'inseguimentodell'automobile ecologica

Fino a non troppi anni fa la storia dellatecnologia automobilistica è stata carat-terizzata da una combinazione di eventi.Nel 1895, un'automobile Panhard & Le-vassor vinse la grande corsa Parigi-Bor-deaux-Parigi, dimostrando la superioritàdel veicolo a benzina. All'inizio del se-colo, tuttavia, il 40 per cento delle au-tomobili statunitensi era ancora alimen-tato a vapore; il 38 per cento funzionavaa elettricità e solo il 22 per cento uti-lizzava benzina. Poi, nel 1901, dal pozzodi Spindletop, vicino a Beaumont, nelTexas, sgorgò un getto di petrolio e lascoperta di vaste riserve petrolifere nelsottosuolo americano proiettò il motorea benzina - e gli Stati Uniti - alle vettedell'industria automobilistica.

Negli ultimi 20 anni, i costruttori diautomobili avranno probabilmente pro-vato nostalgia per quei giorni esaltanti,in quanto i paesi industrializzati hannostabilito standard sempre più rigidi rela-tivamente alla sicurezza e alle prestazio-ni in campo automobilistico. Negli Stati

Uniti sono due i provvedimenti legislati-vi che dettano una regolamentazione aiproduttori sia per il mercato nazionaleche per il vastissimo mercato mondiale.Le normative CAFE (Corporate-AverageFuel Economy), approvate nel 1970, im-pongono attualmente ai produttori sta-tunitensi di mantenere, per il loro parcomacchine nazionale ed estero, un consu-mo medio di combustibile di un galloneogni 27,5 miglia (circa 11,69 chilometricon un litro). Il Clean Air Act del 1970,che sarà presto emendato, pone limitialle quantità di idrocarburi, di monossi-do di carbonio e di ossidi di azoto emessedagli scarichi delle automobili.

Entrambi i provvedimenti sono già ri-usciti a indurre consistenti miglioramen-ti in quello che è l'attuale erede dell'ori-ginario motore a quattro tempi inventa-to da Nikolaus Otto. Dal 1970 le emis-sioni dei tubi di scarico delle automobilidi nuova costruzione sono diminuite del96 per cento e, quanto al combustibile,il rendimento medio di un veicolo nuovoè raddoppiato.

Tuttavia, i trasporti, che assorbonopiù del 60 per cento del petrolio consu-mato negli Stati Uniti, producono anco-ra il 40 per cento di tutte le emissioni diidrocarburi e i due terzi delle emissionidi monossido di carbonio. Così, gli sca-richi delle automobili continuano a esse-re sotto accusa. «A quanto pare, siamoun facile bersaglio per le critiche»,

osserva Robert A. Frosch,vice presidente e

responsabile

dei laboratori di ricerca della GeneralMotors.

È possibile che nella nuova versionedel Clean Air Act vengano incluse alcu-ne norme volte all'introduzione di vettu-re ecologiche. Per fortuna non c'è chel'imbarazzo della scelta per quanto con-cerne i combustibili alternativi.

I «tre grandi» di Detroit (Chrysler,Ford e General Motors) hanno varatoprogrammi a lungo termine riguardantimetanolo, etanolo, gas naturale ed elet-tricità, e manifestano un certo interesse,sia pur marginale, per idrogeno e gas dipetrolio liquefatto. Ford e GM hannoentrambe consegnato alla California,Stato leader nel settore, centinaia di au-tomobili a combustibile ecologico e que-st'anno ne consegneranno altre migliaia.

Anche i produttori nipponici hannobruciato le tappe. Negli ultimi mesi del1989, la Nissan ha presentato al Comita-to per l'energia della California un pro-totipo in grado di funzionare sia a ben-zina, sia a metanolo. Toyota e Mitsubi-shi stanno eseguendo a Nagoya esperi-menti su vetture ecologiche, mentre Nis-san e Isuzu intendono sperimentare vei-coli prototipo a Yokohama. A Tokyo ea Osaka, autocarri a metanolo vengonogià impiegati nella raccolta dei rifiuti.«Mi spiace dirlo, ma pare che i giappo-nesi dispongano di un numero maggioredi scienziati e ingegneri che lavorano suquesti problemi e tale politica sembradare ottimi risultati», afferma RobertaJ. Nichols, direttore dell'Environmentaland Safety Engineering Staff della Ford.

I programmi europei sono general-mente stati di tono minore rispetto agli

sforzi di Stati Uniti e Giappone,ma i produttori hanno

cominciato a

Quale futuroper l'industria automobilistica?Le case automobilistiche si rivolgono alle tecnologie più avanzate neltentativo di ottenere un veicolo che coniughi in sé doti di sicurezza edi prevenzione dell'inquinamento, senza con ciò rinunciare all'efficienza

di Karen Wright

del veicolo rispetto alla destinazione,aiutando l'automobilista in zone a luinon familiari. Anche il pendolare piùesperto potrà trarre vantaggio dalle po-tenzialità offerte da un microprocessoreper valutare le condizioni del traffico ecalcolare ogni giorno la strada più veloceper andare o tornare dal lavoro.

Combustibili puliti, motori alternati-vi, materiali leggeri e componenti e-lettronici sofisticati rappresentano unpotente antidoto per i mali che affliggo-no il settore. Il conflittotra gli imperativieconomici e

Il mosaico dell'illustrazione, composto constrisce di immagini di vetture diverse, rive-la l'affinità dei profili aerodinamici dei vei-coli che vengono prodotti nei vari paesi.Le industrie automobilistiche di tutto ilmondo devono affrontare la richiesta di unamaggiore sicurezza e la maggiore severitàdei livelli di emissioni tollerati; alcune solu-zioni del settore sono simili, ma la tecnolo-gia ha ampliato lo spettro delle possibilità.

58 LE SCIENZE n. 263, luglio 1990

Nikolaus A. Otto (Germania)costruisce un motore a pistoni

a quattro tempi

1876SELDEN

Gli Stati Uniti organizzanoi primi controlli di velocità

OLDSMOBILE (limite di 20 miglia orarie)

1900 1903 1905La R.E. Dietz Company (USA)

introduce i primifari a cherosene

Denuncia del primofurto di automobilia St. Louis, Missour

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1965

1962

La Panhard & Levassor (Franciacostruisce un autoveicolo

a quattro ruote

1886Carl F. Benz (Germania) PANHARD & LEVASSOR

brevetta un autoveicoloa tre ruote

George B Selden (USA)progetta un veicolo

alimentato a benzina

Rudolph C.K. Diesel (Germania)brevetta un motore

ad accensione per compressione

1891 rue

interessarsi più attivamente alla ricer-ca sulle automobili ecologiche quando,l'anno scorso, la Commissione delle Co-munità europee ha ulteriormente abbas-sato le soglie consentite di emissioni in-quinanti. Proprio in questi giorni laFrancia ha annunciato il varo di un pro-gramma da 1,2 miliardi di franchi (cir-ca 262 miliardi di lire) per la progetta-zione di automobili ecologiche, finanzia-to congiuntamente dal Governo, dallaPeugeot e dalla Renault, quest'ultima diproprietà dello Stato. La Volkswagen eil suo nuovo partner della Repubbli-ca Democratica Tedesca, l'IKA-Kombi-nat, affermano di voler realizzare vettu-re ecologiche da commercializzare intutta Europa, mentre la Fiat entra nelsecondo anno di un impegno triennale,con il quale ha destinato un investi-mento di 1200 miliardi di lire all'ado-zione di misure di protezione dell'am-biente, come il controllo gratuito deigas di scarico dei veicoli circolanti, lacommercializzazione di vetture ecologi-che e l'installazione di adeguate marmit-te catalitiche anche sui veicoli già incircolazione.

Quello che manca è l'accordo su qualefra le tecnologie per le fonti alternativedi combustibile debba prevalere. «Sitratta di una decisione che comporteràinvestimenti per svariati miliardi di dol-lari» afferma Steven E. Plotkin, unmembro autorevole dell'Office of Tech-nology Assessment (OTA) del Congres-so degli Stati Uniti, che sta preparan-do un'analisi approfondita sulle alterna-tive agli attuali combustibili. «Schiera-menti contrapposti si fronteggiano bel-licosamente, ma l'unico modo di risol-vere il problema consiste nel raccoglie-re dati inconfutabili.» Plotkin denunciatuttavia che negli Stati Uniti solamen-te tre studi, per un totale di quattro vei-coli, hanno esaminato con la dovuta at-tenzione il contributo che dà alla for-mazione dell'ozono ciascuno dei 20-30composti presenti negli scarichi delleautomobili.

Metanolo: avanti piano

Gli esperti stanno comunque corag-giosamente prendendo posizione. Fino-ra i sostenitori del metanolo, o alcoolmetilico, sono stati i più agguerriti. I pro-dotti della combustione del metanolo so-no meno dannosi di quelli derivanti dal-l'impiego della benzina: secondo i datidella Environmental Protection Agen-cy, esso produce circa un decimo delleemissioni di idrocarburi (per miglio) chevengono generate dalla benzina. Il me-tanolo può essere ricavato dal gas natu-

rale (metano) o dal carbone, entrambiabbondanti negli Stati Uniti e in moltialtri paesi. Il metanolo sviluppa più ca-valli vapore e ha un numero di ottanosuperiore rispetto alla benzina, ragioneper la quale il metanolo è il combustibilescelto per la Indianapolis 500.

Per poter bruciare metanolo, i veicolitradizionali devono tuttavia essere ripro-gettati. I componenti del sistema di ali-mentazione dei veicoli a metanolo, peresempio, devono essere costruiti conmateriali resistenti alla corrosione. E,per ragioni di praticità, lo stesso serba-toio per il combustibile deve avere di-mensioni maggiori rispetto alla mediadei serbatoi per la benzina; il metanolofornisce infatti una quantità di energiaper litro inferiore del 40 per cento rispet-to alla benzina.

La combustione del metanolo produ-ce inoltre formaldeide, una sostanza chepuò esplicare un'azione cancerogena. Lapreoccupazione per i possibili effettidannosi delle emissioni di formaldeidehanno recentemente spinto il Ministerogiapponese per il commercio estero el'industria a finanziare uno studio delladurata di tre anni, con un investimentodi 1,25 miliardi di yen (circa 10,25 mi-liardi di lire). Anche i motori a benzinaproducono formaldeide, ma in quantitàinferiori. Negli Stati Uniti, solo la Cali-fornia ha finora posto un limite massimoalle emissioni di formaldeide prodottedagli scarichi delle automobili.

L'etanolo, o alcool etilico, è stretta-mente affine al metanolo e ne condividemolte qualità e molti svantaggi, compre-sa la produzione di formaldeide. Gene-ral Motors, Fiat, Saab, Scavia, Volvo eMercedes-Benz hanno tutte accumulatouna vasta esperienza nella costruzione di

L'automobile deve almeno parte del suopolarizzante fascino alla creatività dellecampagne pubblicitarie illustrate. Attra-verso gli anni la pubblicità ha fedelmentedocumentato le caratteristiche più ammira-te delle automobili in commercio. Alcunecampagne pubblicitarie furono il chiarospecchio dei tempi: le pubblicità inneggian-ti a motori dai consumi esorbitanti, peresempio, vennero bollate dal risparmioenergetico negli anni settanta, e l'«uomo»che un tempo possedeva una Packard oggisarebbe, grazie alla parità dei sessi, una«persona». Altri messaggi hanno conserva-to un fascino che non ha tempo: molti ve-dono ancora nell'automobile uno statussymbol, un buon investimento e un gran-de (benché non più sano) divertimento.

veicoli a etanolo da commercializzare inBrasile, paese che nel 1975 cominciò unatransizione verso i combustibili alcolici.

La popolarità del metanolo e dell'eta-nolo soffre tuttavia di ciò che DanielSperling dell'Università della Californiaa Davis ha definito «una stasi da circolovizioso»: i fornitori di auto non creeran-no sbocchi sul mercato se la domandaper un dato combustibile è scarsa e gliautomobilisti non compreranno vettureche funzionano con carburanti per cuinon esistono sbocchi.

La risposta del settore a questa situa-zione di stasi potrebbe essere in un vei-

1954

colo a «combustibile variabile» o «adat-tabile»: un'automobile, quindi, che siain grado di funzionare indifferentementecon benzina, metanolo, etanolo o unacombinazione dei tre. In genere, questeautomobili utilizzano un sensore otticonel serbatoio che determina la composi-zione della miscela di combustibili. Ilsensore trasmette l'informazione a unmodulo di controllo del motore, che re-gola il rapporto aria-combustibile e altriparametri operativi.

L'automobile a trazione elettrica

Nonostante l'attenta valutazione deipro e dei contro del veicolo a combusti-bile variabile, le industrie automobilisti-che non si sono ancora buttate nella pro-duzione di vetture a combustibili alter-nativi. «Abbiamo cominciato a preoccu-parci seriamente del marketing» affermaNichols della Ford. Sotto molti aspetti,essere i primi a presentarsi sul mercatocon un veicolo a combustibile alternati-

vo può non rappresentare una posizioneinvidiabile. Come osserva Sperling, do-po più di 10 anni di ricerche sui combu-stibili alcolici la maggior parte dei pro-duttori di automobili possiede sufficien-te know-how per mettersi rapidamentein pari con le innovazioni introdotte dal-la concorrenza.

Di conseguenza, l'industria che perprima si presenterà sul mercato avrà po-chissimo tempo - la Ford calcola tra i seie i nove mesi - per trarre vantaggio dal

Joimari

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60 LE SCIENZE n. 263, luglio 1990

FORD STUTZ

1906 1908 1910 1911 1914 1916 1_919 1921 1926 1928 1930 1931 1933La Ford Motor Company (USA)

introduce il Modello TViene introdotto

l'avviamento elettrico.Il Federal Aid Road Act (USA)

sancisce la realizzazione di unsistema autostradale nazionale

Vengono introdottigli indicatori di direzione

negli autoveicoli di serie

La Cadillac (USA)introduce per la prima voltail cambio sincronizzato

Viene sviluppatoil servofreno

PACKARD

Il cilindro trasparente di un motore a pistoni (in alto) consente ai tecnici dei laboratori diricerca della General Motors di studiare i processi di combustione. I calcolatori analizzanocome la scintilla si sprigiona dalla candela (la L nella figura in basso) attraverso la ca-mera. Le linee curve rappresentano la calotta della camera e la parte alta del pistone.

Vengono realizzatii primi paraurti

Viene costruitala prima stazione

di servizioa Detroit, nel Michigan

A Detroit viene installatoil primo segnale di stop

A Detroit vengono installatiprimi semaforia tre colori

Viene introdotto ilvetro di sicurezza. Si stabiliscela scala dei numeri di ottano.

A Woodbridge, New York, A Camden, New York,viene realizzato il primo viene aperto il primosvincolo a quadrifoglio cinema drive-in

suo monopolio prima che compaia laconcorrenza.

I veicoli a trazione elettrica presenta-no gli stessi inconvenienti di mercato. Siè parlato spesso di questi veicoli che peròsono stati prodotti raramente. Quest'an-no, sembra che i costruttori abbiano de-ciso di rispolverare gli appunti di labora-torio e di fare un ennesimo tentativo. LaPeugeot e la Fiat hanno reso pubblica laloro intenzione di commercializzare inEuropa automobili per il trasporto pas-seggeri a trazione elettrica per uso pri-

vato; la General Motors sta valutando lapossibilità di mettere in produzione ilsuo prototipo biposto a trazione elettri-ca, battezzato Impact.

Comunque anche i sostenitori di que-sta alternativa tecnologica riconosconoche le vetture elettriche non raccoglie-ranno molto successo, se si eccettuanolimitate applicazioni commerciali. «Nonsappiamo ancora come realizzare le bat-terie per un'automobile a trazione elet-trica che offra buone prestazioni e siaadatta a tutti gli impieghi» nota Robert

A. Frosch della GM. La batteria alpiombo della Impact fornisce al veicoloun'autonomia di circa 190 chilometri auna velocità di 88 chilometri all'ora, ve-locità vicina a quella massima. Secondola GM, la batteria, che verrebbe proba-bilmente a costare circa 1500 dollari(1 850 000 lire), necessita di una ricaricaogni sei ore e deve essere sostituita ogni32 000 chilometri circa.

Molte industrie automobilistiche e so-cietà dei settori chimico ed elettrico stan-no studiando batterie al sodio-zolfo e alnichel-ferro che potrebbero avere unamaggiore durata. La ricarica, tuttavia,costituirebbe ancora un inconveniente,mentre i viaggi a lungo percorso rimar-rebbero comunque fuori questione. Al-cuni costruttori propongono quindi unibrido. «Stiamo valutando le potenziali-tà di sistemi di trazione bimodale in cuicoesistano un motore elettrico e un mo-tore termico convenzionale, in modo dasoddisfare sia l'esigenza di viaggi urbani,sia quella di viaggi a lunga percorrenza»,afferma Paolo Scolari, responsabile del-la Direzione progettazione e sviluppo in-dustriale alla Fiat.

I veicoli elettrici sono stati definiti il«Santo Graal» dei veicoli alternativi inquanto non producono emissioni: in ve-rità, tale definizione può non essere giu-stificata. L'energia per caricare le batte-rie dovrà infatti provenire da qualcheparte; se la fonte fosse una centrale elet-trica che brucia carbone, petrolio o gas,la produzione di automobili elettrichenon farebbe altro che aggravare ulterior-mente «l'errore» dei combustibili fossili.

L'unico combustibile veramente eco-logico è l'idrogeno che, bruciando, libe-ra vapore. Molte industrie, soprattuttoeuropee e giapponesi, si sono energica-mente impegnate nella ricerca di solu-zioni tecnologiche concrete per la pro-duzione di motori a idrogeno. I combu-stibili gassosi, tuttavia, come l'idrogenoe il gas naturale, pongono problemi nelleapplicazioni automobilistiche in quantosono difficili da «stivare» a bordo del vei-colo. Difficili, ma non impossibili: annifa, furono realizzati con successo veicoliprototipo a idrogeno (in particolare dal-la Daimler-Benz) mentre in Nuova Ze-landa circa il 10 per cento delle automo-bili funziona già a gas naturale.

Ulteriori sviluppi

Nonostante l'interesse dimostrato perle fonti alternative di combustibile, ilmotore a benzina probabilmente nonabbandonerà tanto presto la scena. Nel1988, i 300 esperti riuniti da David E.Cole e colleghi allo University of Michi-

gan Transportation Research Institute(UMTRI) per il «Delphi», una riunioneche (con chiaro riferimento al noto «ora-colo di Delfi») si tiene ogni due anni performulare valutazioni e previsioni sulletendenze del settore dei trasporti, hannoprevisto che entro il 1995 solo una per-centuale oscillante tra il 10 e il 18 percento dei veicoli prodotti nel Nord Ame-rica utilizzerà combustibili alternativi.

Si tratta di una previsione che vede lacircolazione di una percentuale ancoraelevata di motori a benzina. Senza con-tare che l'industria petrolifera continue-rà probabilmente a battersi per mante-nere il primato della benzina studiandonuove formule di combustibili. Non tut-to ciò che funziona a benzina deve peròessere necessariamente un motore sor-passato paragonabile al vecchio motoreinventato da Nikolaus Otto.

«Sembra l'incubo notturno di un inge-gnere - ha affermato Nicholas E. Gallo-poulos , riferendosi a un laboratorio delcentro tecnologico della GM, dove diri-ge la ricerca sui motori - e sotto moltiaspetti lo è davvero.» Il suo causticocommento nasce dall'osservazione diuna massa caotica di fili multicolori, cin-ghie e cavi d'acciaio che riempie quasicompletamente la metà inferiore dellastanza. Si tratta di un modello funzio-nante di motore a pistoni che aiuta i ri-cercatori a capire come brucia il combu-stibile nei millesimi di secondo immedia-tamente successivi alla sua accensione daparte della candela.

Centro di quest'insolita opera d'arteautomobilistica è un cilindro singolo lecui pareti sono realizzate in zaffiro tra-sparente. Quando il motore è in funzio-ne, i calcolatori muniti di sensori otticipossono «osservare» il processo di com-bustione attraverso le pareti del cilindro.

Modelli come la camera in zaffiro aiu-tano i ricercatori a capire come miglio-rare l'efficienza del motore. Il momentoe la posizione in cui far scoccare la scin-tilla, le dimensioni e la forma della ca-mera, il numero e la posizione delle val-vole e la turbolenza creata nella misceladi benzina e aria sono tutti elementi chepossono influenzare più o meno pesan-temente l'efficienza della combustione.

Lo studio approfondito del processodi combustione ha già influenzato lo svi-luppo di motori a valvole multiple, tur-bocompressori a geometria variabile einiezione elettronica del combustibile.Le modifiche innovative al sistema dellatrasmissione, come la trasmissione convariatore continuo (che consente al mo-tore di girare in maniera ottimale a qual-siasi velocità), contribuiranno anche amigliorare l'efficienza e le prestazioni

del motore tradizionale a quattro tempi.Gli ingegneri stanno ora cercando di

far funzionare i motori con rapporti aria--combustibile minori di quanto sia at-tualmente necessario. I motori a «com-bustione magra» bloccherebbero l'inqui-namento alla fonte. I costruttori di auto-mobili hanno tuttavia cominciato a con-siderare le possibili alternative ai motoritradizionali, alternative che spesso ri-conducono al motore «a due tempi».

Il motore a due tempi è stato utilizzatoper vari decenni nei fuoribordo per im-piego nautico, nelle motoseghe e neimezzi di locomozione sulla neve. Come

suggerisce il nome stesso, il motore ese-gue in due cicli le stesse operazioni cheil motore convenzionale a benzina assol-ve in quattro. Invece di dedicare una cor-sa a ciascuna delle fasi di aspirazione,compressione, espansione e scarico, ilmotore esegue aspirazione e compres-

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salvie~ere•uguale a qua

At:

rraiichi Ono non ha affatto-L l'aria di un industriale rivolu-

zionario. Il settantottenneOno, vice presidente dellaToyota Motors, in pensione dal1978, passa ora il suo tempo«a gingillarsi», come dice lui.Ciò nonostante, egli tiene ancoraqualche conferenza sullaproduzione «magra», un tipo digestione della produzione che fului a introdurre e che hagradualmente soppiantato la pro-duzione su larga scala nel settoreautomobilistico mondiale.

La produzione magra combinai principi della gestionedelle scorte just in time (appenain tempo) con altre misure chesnelliscono le fasi della produzio-ne. Ono ideò il sistema dopo laseconda guerra mondiale, quando le case automobilistiche giapponesi proaucevanosolo 30 000 veicoli all'anno. Il mercato chiedeva una crescente varietà di autoveicoli,e Ono concluse che la filosofia di Henry Ford, di offrire una limitata lineadi prodotti in quantità massicce, non avrebbe funzionato in Giappone.Pensò anche che le catene di montaggio americane, accumulando componenti escorte just in case (per ogni evenienza), stavano sprecando tempo, spazio e denaro.

Il fondatore della Toyota, Kiichiro Toyoda, propugnò invece l'ideadella produzione just in time: portare i componenti alle linee di produzionequando fossero necessari, piuttosto che tenerli di riserva. Ono fece di piùeliminando ulteriormente gli sprechi. Entro il 1953 ogni operaio della fabbricadi Ono faceva funzionare in media da 5 a 10 macchine. Entro il 1962,Ono aveva ridotto il tempo necessario per cambiare le matrici dello stampoda parecchie ore a 15 minuti. Entro gli anni settanta le industrie Toyota funziona-vano con sole poche ore, invece di alcuni giorni, di scorte.

La Toyota ritenne il sistema così potente - afferma Ono - che coniò deliberata-mente termini difficili e anche ingannevoli per descriverlo.«Se fin dall'inizio gli Stati Uniti avessero capito che cosa stava facendo la Toyota -asserisce Ono - non sarebbe stato bene per noi.» (Frederick S. Myers)

62 LE SCIENZE n. 263, luglio 1990

LE SCIENZE n. 263, luglio 1990 63

Viene introdottasui veicoli di serie

l'iniezionedel combustibile

Felix Wankel(Germania Federale)

presentail motore rotativo

SECONDA GUERRA MONDIALE

Sui veicoli di serievengono montate le

sospensioni anterioriindipendenti

LINCOLN WILLYS JEEP Gli Stati Uniti realizzanoun sistema autostradale

interstatale

Viene installato il primoparchimetro

a Oklahoma City

Vengono introdottele prime

trasmissioniautomatiche

Viene introdottoil servosterzo

NASH

La Rover (UK) costruisce ilprimo motore a turbina

a gas per automobile

Vengono montati di seriegli pneumatici

senza camera d'aria

1950 1951 1954 1956 1957

sione in una fase, espansione e scariconell'altra. Dato che ogni due corse si hauna fase di espansione, il progetto delmotore a due tempi è potenzialmentemolto più efficiente di un motore a quat-tro tempi.

Nella pratica, però, presenta qualche«piccolo» inconveniente: brucia olio edemette combustibile incombusto e, co-me sa chiunque abbia mai falciato unprato, è molto rumoroso. Tranne chenella Repubblica Democratica Tedesca,dove le automobili a due tempi Trabante Wartburg lasciano una scia di maleo-dorante fumo azzurrino, questo motoreè stato confinato a macchinari per appli-cazioni specifiche.

11 nuovo motore a due tempi

Negli ultimi anni, lo sviluppo di nuovetecnologie di iniezione del combustibileha eliminato le caratteristiche indeside-rate di questo motore e, per quanto ri-guarda il consumo, ha consentito di ot-tenere un vantaggio del 25 per cento ri-spetto ai motori a quattro tempi di carat-teristiche analoghe. Il più importante in-novatore e sostenitore del nuovo motorea due tempi è Ralph T. Sarich, un gi-

gante dell'industria immobiliare austra-liana, che dirige la Orbita] Engine Com-pany a Perth. Il motore Orbital ha di-mensioni e peso dimezzati rispetto a unnormale motore d'automobile. E sicco-me ha meno componenti, a detta dellaOrbital Engine Company i costi di pro-duzione sono inferiori del 25 per cento.

Sarich sostiene di essere riuscito a por-tare le emissioni di gas di scarico del mo-tore sensibilmente al di sotto degli attua-li limiti fissati dagli Stati Uniti, un obiet-tivo che è sfuggito a molte altre società.La Ford e la GM, per esempio, hannolavorato sui motori a due tempi per annisenza ottenere risultati nemmeno para-gonabili. Adesso hanno entrambe com-prato la licenza per produrre le tecnolo-gie di Sarich e affermano che introdur-ranno questi motori sul mercato per lafine del decennio. Ma i ricercatori delledue società sostengono che i loro pro-dotti si baseranno principalmente su ri-sultati di ricerca e sviluppo autonomipiuttosto che su quelli di Sarich.

Anche la Peugeot e l'Istituto franceseper il petrolio hanno progettato con-giuntamente un motore a due tempi. «Ilmotore è notevole dal punto di vista del-le prestazioni, del contenimento dell'in-

Nel sistema di navigazione inglese Autoguide, il «veicolo intelligente» consente all'automo-bilista di arrivare a destinazione grazie a un piccolo telecomando (qui non mostrato); ilprocessore di bordo comunica con un centro di controllo per mezzo di segnali radio einfrarossi. Sul cruscotto un visualizzatore indica il numero di chilometri ancora da per-correre (numeri), la direzione da prendere (frecce), quanto dista un incrocio nevralgico(barre) e se si tratta di un incrocio normale oppure di una «rotonda» (cerchio vuoto).

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1)1VISUALIZZATORI

In Italia, Fiat e CNR guidano le ricerche sui trasporti

quinamento e della semplicità» affermaAndré Douaud dell'Istituto per il petro-lio. «Ma sarà possibile produrlo su largascala?» Anche la Toyota si sta ponendola stessa domanda sul suo prototipo dimotore a due tempi; il motore nipponicoda tre litri è molto più complicato dellaversione di Sarich e punta al mercato deiveicoli di lusso.

Nel frattempo, Sarich ha firmato unaccordo per produrre, a partire dal 1991a Tecumseh nel Michigan, i primi Orbi-tal a due tempi. Sarich sogna di vedereil mondo spostarsi su auto con motori adue tempi, ma non tutti la pensano così.«Questo non è il motore che in un batterd'occhio sostituirà totalmente qualsia-si altro tipo di motore», avverte IanMacPherson, che dirige la ricerca sui si-stemi di trasmissione alla Ford. «Nonsappiamo se incontrerà i favori dellagente; non sappiamo se sarà all'altezzadelle aspettative in termini di robustezzae di consumo di combustibile per chilo-metro.» La previsione del Delphi formu-lata da Cole calcola che i motori a duetempi saranno presenti entro il 2000 inragione del 2 per cento sul totale delleautomobili private.

«L'appetibilità del motore a due tem-pi è per noi rappresentata dalle possibi-lità che questo presenta in termini di fles-sibilità di progetto» afferma Paul E.Reinke, ingegnere nel settore sviluppodella GM. Egli sottolinea che il motorea due tempi può avere un'altezza infe-riore di 170-200 millimetri rispetto a unmotore tradizionale, in quanto non havalvole o meccanismi di distribuzione.Questa forma del motore ben si adattaalle linee aerodinamiche estremamenteaffusolate che sembrano essere l'attualetendenza del mercato.

MacPherson, tuttavia, afferma che iproduttori potrebbero ottenere maggio-ri stimoli per gli investimenti cercando diperfezionare le tecnologie già esistenti,come per esempio quella dei motori die-sel. Le case automobilistiche europee egiapponesi stanno infatti già lavorandoper la riduzione del particolato emessodagli scarichi dei motori diesel che po-tranno così superare anche i più severicontrolli sulle emissioni.

Materiali innovativi

Vi è poi la turbina, una soluzione dif-ficile da gestire. «Lo sviluppo del motorea turbina a gas è giustificato da moltifattori», precisa MacPherson, anche sericonosce che questi motori non rappre-sentano una soluzione applicabile alleauto nell'immediato futuro. Quanto aefficienza e potenza, i motori a turbi-

ggi in Italia l'industria automobilistica si identifica sostan-zialmente con la produzione del gruppo Fiat, ampiamente

articolata sotto i marchi Fiat, Lancia-Autobianchi, Alfa Ro-meo, Maserati e Ferrari. Il settore Fiat auto, che conta ben134 270 dipendenti, ha fatto registrare nel 1989 un fatturato di28 424 miliardi di lire, con un utile netto di 1909 miliardi.Sempre nel 1989, il gruppo Fiat ha venduto 2 284 200 unità nelmondo, di cui 2 116 700 in Europa. In Italia le vendite sonostate pari a 1 419 200 e ciò ha contribuito a confermare la po-sizione del nostro paese al quarto posto mondiale per numerodi autoveicoli circolanti (23 453 000 auto, circa una vetturaogni due abitanti e mezzo), dopo Stati Uniti (139 479 000),Giappone (30 300 000) e Germania Federale (28 520 000).

Raffrontando fatturato e produzione dell'ultimo anno con idati degli anni precedenti ci si accorge di come il mercatodell'auto sia in costante sviluppo; ma quali sono le tendenzedi crescita e quanto tengono conto dell'impatto ambientale?

Esattamente un anno fa, nel luglio 1989, il gruppo Fiat fir-mava una lettera d'intenti con il Ministro dell'ambiente Gior-gio Ruffolo concordando un investimento da parte dell'azien-da «a tutela dell'ambiente» di circa 1200 miliardi di lire nell'ar-co di tre anni. Oggi, parte degli impegni assunti allora sonodivenuti operativi, come per esempio la commercializzazionedei veicoli della serie «Europa» che rispettano i limiti di con-sumi specifici, emissioni gassose e sonore definiti dalla CEE(che a loro volta rispondono alle norme statunitensi del 1983).

La Fiat vende, con i marchi Fiat, Lancia e Alfa Romeo, 50versioni di vetture e cinque veicoli commerciali appartenentia questa serie. I motori della serie Europa a benzina con cilin-drata oltre 1,4 litri sono forniti di iniezione elettronica, mar-mitta catalitica trivalente e sonda lambda; quelli di cilindratainferiore adottano il dispositivo Ecobox. Sui motori Europaturbodiesel invece, il controllo delle emissioni viene ottenutocon taratura speciale della pompa di iniezione (normativa sta-tunitense 1987), del turbocompressore, e con l'impiego di unavalvola EGR (exhaust gas recirculation) pilotata elettronica-mente. Tale tipo di valvola assolve al compito di miscelarel'aria aspirata nei cilindri con una certa quantità di gas combu-sti, abbassando così la temperatura massima del ciclo termo-dinamico con la conseguente riduzione della formazione diossidi di azoto (NO).

All'adozione di questi perfezionamenti tecnici su motoriconvenzionali si è recentemente affiancata la Fiat Panda elet-trica, battezzata Elettra, che è la prima vettura per impiegoprivato a essere prodotta in serie in Italia. Derivata dal modelloa benzina, la Panda elettrica monta un motore a corrente con-tinua con eccitazione in serie, controllato da un sistema elet-tronico chopper a stato solido (tecnologia MOSFET) da 18 chi-lohertz. Il sistema è fornito di un dispositivo per il recuperodell'energia in frenata e in discesa e utilizza batterie sigillatericaricabili al piombo o al nichel-cadmio. La Panda elettrica èin grado di raggiungere la velocità di 70 chilometri all'ora e haun'autonomia di 70-100 chilometri; il tempo necessario perricaricare le batterie, collegandole alla normale rete a 220 volt,è di circa 8 ore.

Verso il 1994, l'impiego di nuove batterie al sodio e zolfo e,

più in là, l'utilizzo di generatori elettrochimici potranno offrireprestazioni superiori, senza trascurare la possibilità di trazionimiste, per esempio elettrica e termica tradizionale, magari conl'impiego del complesso di ammissione CHT (controlled highturbulence) per ottimizzare la turbolenza nei cilindri.

Sempre del gruppo Fiat, l'Iveco propone una serie di auto-bus urbani ecologici e veicoli per il trasporto merci con motorediesel munito di «trappola del particolato» o con motore elet-trico. L'adozione di camere di combustione di nuova geome-tria e il potenziamento degli apparati di iniezione hanno giàpermesso di adeguare i motori dei mezzi pubblici al rispettodelle norme CEE; la nuova trappola Iveco permette inoltre diabbattere fumosità e ridurre il particolato (fino al 90 per cento)con un sistema di filtri di materiale ceramico che viene perio-dicamente rigenerato con una combustione a 900 gradi Celsiusinnescata da un dispositivo di controllo.

Un energico impegno nelle ricerche sull'impiego industrialedei materiali ceramici e più in generale dei materiali specialiper tecnologie avanzate viene svolto dai ricercatori del CNRche appartengono al gruppo di Claudio Battistoni. Lucio Bian-co è invece la persona a cui il CNR ha affidato la direzione del«Progetto finalizzato trasporti 2», un programma che indaganuove possibilità, pur facendo tesoro della grande massa dilavoro già svolta dal CNR negli anni passati su questo argo-mento. La ricerca si articola su sei sottoprogetti che si propon-gono di analizzare sia gli aspetti relativi agli sviluppi tecnolo-gici, motoristici e strutturali dei veicoli, sia quelli inerenti lagestione del traffico e la mobilità urbana ed extraurbana conla messa a punto di strategie, strumentazione e software per ilmonitoraggio e il controllo in tempo reale.

Tutto ciò dimostra che i problemi relativi all'inquinamentodell'ambiente e alla mobilità, entrati da qualche tempo tra itemi principali del dibattito politico e sociale, sono ben pre-senti anche sul tavolo dei ricercatori. Una realistica opportu-nità per sistemare a ragion veduta un'importante tessera nelmosaico della tutela del nostro pianeta. (Maurizio M. Fossati)

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1971 19741966

Gli Stati Unitiistituiscono il Department

of Transportation

In USA sugli autoveicolinuovi vengono montatele marmitte catalitiche

Vengono progettatimotori per benzine

senza piombo

BUICKSTUDEBAKER

Compaiono sul mercatoi primi

veicoli a metanolo di serie

La Nissan (Giappone)monta un sistema di navigazione elettronica

sulle vetture di serieTOYOTA

1983 1984 1989 1990FORD HONDA La Fiat e la Peugeot producono

veicoli a trazione elettricaper il trasporto passeggeri

La Mercedes-Benz(Germania Federale)introduce i freni ABS

Un particolare dell'affresco Detroit Industry dell'artista messi-cano Diego M. Rivera, che illustra una catena di montaggio all'e-poca della grande depressione statunitense. L'immagine desolante

dei lavoratori era considerata come un atto di accusa contro lecondizioni di lavoro imposte dalla produzione in serie. L'automa-zione del lavoro in fabbrica ha consentito di cambiare numerosi

PEUGEOT

Alla, NWcy D'O tl•

na a gas consentono progressi significa-tivi solo a temperature molto elevate, ei produttori di automobili non hanno an-cora trovato componenti del motore abasso costo che resistano a quel calore.

Componenti adatti saranno probabil-mente costruiti con materiali ceramici dielevata resistenza, ma molto fragili, chenon sono né metalli né polimeri. Gli ato-mi dei materiali ceramici sono stretta-mente legati fra di loro con legami chi-mici rigidi che sono in grado di resisterealle alte temperature e alle aggressionichimiche. Sfortunatamente, questi fortilegami sono anche la causa dell'estremavulnerabilità di questi componenti al-le minime imperfezioni strutturali. Perprevenire le rotture, gli ingegneri devo-no ridurre al minimo le imperfezioni tra-mite tecniche di lavorazione estrema-mente accurate.

Sono state prodotte palette di turbinain materiali ceramici che funzionanosenza difficoltà fino a una temperaturadi circa 1370 gradi Celsius, valore cherientra nella gamma delle temperature

che un motore a turbina a gas economicodovrà essere in grado di sopportare. Ilproblema è che l'intero motore dovràessere costituito di materiali ceramici.«Ora ci mancano le altre parti» affermasorridendo l'ingegnere della GM AlbertH. Bell III.

I ricercatori devono anche studiare co-me rendere resistenti i vari componentiai rapidi sbalzi di temperatura, comeproteggere dal calore le strutture circo-stanti e come isolare alcune parti del mo-tore. «È necessario poi studiare comeprodurre questi oggetti in modo da esse-re sicuri che, anche prodotti in serie, fun-zionino tutti», aggiunge Peter Beardmo-re , direttore del dipartimento di scienzadei materiali alla Ford.

Il Giappone ha dato molta importanzaallo sviluppo delle parti in materiali ce-ramici per i motori a turbina a gas.Toyota e Nissan hanno stabilito jointventure con produttori di materiali cera-mici; altre società, compresa la Isuzu,hanno creato propri laboratori di ricercasu tali materiali. Ciononostante, anche

le case automobilistiche nipponiche am-mettono che l'introduzione del motore aturbina a gas nella produzione automo-bilistica è ancora molto lontana.

Fortunatamente, però, per i motoritradizionali l'applicazione dei ceramici edi altri materiali innovativi è più vicinaalla realtà commerciale. Il titanio, l'allu-minio, i polimeri e i compositi metallici- oltre ai materiali ceramici - vengonotrasformati in valvole, pistoni, spinotti,bielle, molle, coppe dell'olio, mono-blocchi, collettori di aspirazione. Resi-stenti e leggeri, questi materiali ridur-ranno il consumo di combustibile dimi-nuendo il peso del veicolo e miglioreran-no le prestazioni del motore riducendo-ne l'attrito.

Ma l'area più innovativa nel settoredei materiali per l'industria automobili-stica è caratterizzata probabilmente daicompositi, soprattutto da quelli struttu-rali. Il peso di una vettura in cui tutti icomponenti strutturali della carrozzeriasiano costituiti da compositi a base dipolimeri potrebbe essere inferiore del 30

per cento rispetto ai modelli attualmenteprodotti. I compositi, inoltre, rendonosemplice e più veloce l'assemblaggio, inquanto parti che solitamente devono es-sere saldate o imbullonate possono esse-re combinate in un singolo modulo. Le400 parti in acciaio che costituiscono lastruttura della carrozzeria della Taurus,per esempio, in uno dei progetti dellaFord, furono unite in solo cinque sezioniin materiali compositi.

I compositi plastici utilizzati nell'indu-stria automobilistica sono generalmentecostituiti da resine quali poliestere, resi-na epossidica, estere vinilico, uretanorinforzato con fibre di vetro, grafite, mi-ca e altri materiali che conferiscono re-sistenza strutturale. Nel 1953, l'introdu-zione della Corvette della GM segnò lacomparsa dei rivestimenti in PRFV (ma-teriale plastico rinforzato con fibre di ve-tro) nelle vetture di serie; da allora icompositi hanno gradualmente invaso lecarrozzerie di acciaio delle automobilisotto forma di parafanghi, paraurti, por-te posteriori, cofani.

aspetti del lavoro alla catena di montag-gio, ma in alcuni campi l'uomo è ancorain grado di fare meglio della macchina.

Più recentemente la Fiero della GMha dimostrato che è possibile costruireun'intera carrozzeria con pannelli di pla-stica imbullonati su di un telaio portanted'acciaio.

Le case automobilistiche vorrebberotuttavia impiegare i compositi anche aldi sotto dei pannelli di rivestimento, nel-le parti del veicolo che sopportano lamaggior parte del carico e che sono sot-toposte alle sollecitazioni più rilevanti.Tali elementi strutturali necessitano diun composito più robusto, che attual-mente viene prodotto mediante un pro-cesso laborioso di stampaggio a iniezio-ne, il RIM.

Nel processo RIM, un semilavorato si-mile a un telo costituito da fibre di vetrobianche viene avvolto attorno a una sa-goma in espanso e posto in uno stampo;all'interno dello stampo viene quindiiniettata la resina e l'intera struttura èsottoposta a indurimento. La Lotus hautilizzato questo procedimento per anni.Il processo di indurimento dura tuttaviadiverse ore, e la Lotus produce solo duevetture al giorno. I produttori automo-bilistici vogliono invece trovare un mododi adattare il RIM a un processo pro-duttivo che sforni una vettura ogni treminuti.

«I compositi impongono un cambia-mento nel modo in cui progettiamo, pro-duciamo e montiamo autovetture» affer-ma Irvin E. Poston, direttore del gruppodi progettazione avanzata sui compositidella GM. Poston prosegue aggiungen-do che la maggior parte delle parti incomposito attualmente presenti sul mer-cato viene realizzata con un processo difabbricazione chiamato stampaggio percompressione, basato sul procedimentodi stampaggio dei metalli che viene im-piegato per foggiare le parti in acciaio.Lo stampaggio per compressione è velo-ce ma, come lo stampaggio dei metalli,non funzionerebbe con una sagoma digrandi dimensioni e notevolmente com-plessa. E il composito SMC (sheet mol-ding compound), necessario per lo stam-paggio per compressione, non è abba-stanza robusto per applicazioni di tipostrutturale.

Infine i compositi a base di materialiplastici potrebbero essere ostacolati pro-prio da una delle loro caratteristiche piùfavorevoli: la loro durata. Esistono se-gnali, soprattutto in Europa, che indica-no la volontà delle case automobilistichedi non dare semaforo verde alle vetturerealizzate con compositi fino a quandonon saranno in grado di dimostrare co-me sia possibile riciclarli. Gli sforzi permigliorare la riciclabilità dei compositirischiano tuttavia di indebolirli struttu-

ralmente, asserisce James P. Womack,direttore dell'International Motor Vehi-cle Program con sede al MassachusettsInstitute of Technology. «È un proble-ma se si deteriorano, ed è un problemase non si deteriorano» afferma Womack.

Strade intelligenti

Un altro materiale che ha la prospet-tiva di svolgere un ruolo essenziale nelfuturo dell'automobile è il silicio; neimotori attuali, i dispositivi microelettro-nici fanno infatti la parte del leone. Icalcolatori supervisionano gran partedegli aspetti operativi di un motore: ilrapporto aria-combustibile, il riciclo deigas di scarico e la loro ridistribuzione neicilindri; essi trovano applicazioni anchenel controllo dell'impianto di climatizza-zione, nella gestione degli avvisatori delmancato utilizzo delle cinture di sicurez-za e negli indicatori del cruscotto.

Attualmente i sistemi elettronici rap-presentano il 6 per cento circa del valoredi una vettura. I partecipanti alla riunio-ne del Delphi ritengono che questa per-centuale salirà al 20 per cento entro il2000, a mano a mano che entrerannopienamente in produzione freni ABS, so-spensioni attive e altre tecnologie com-puterizzate. Probabilmente una buonaparte delle nuove possibilità offerte' dalcalcolatore verrà tuttavia impiegata innuove tecnologie per veicoli e stradeintelligenti o IVHS (intelligent vehiclelhighway systems). Il termine si riferiscea una varietà di dispositivi elettronici cheforniscono informazioni in tempo realesu incidenti, ingorghi, servizi di viabi-lità e di assistenza ai guidatori e aicontrollori del traffico. Il sistema IVHScomprende anche dispositivi che rende-ranno i veicoli più automatizzati: sistemianti-collisione e un sistema di percorsoguidato che avverte l'automobilista delpericolo di incidenti o consente alla vet-tura di procedere senza l'intervento del-l'uomo.

Gli sforzi meglio organizzati per quan-to riguarda il sistema IVHS sono stati in-trapresi in Europa, dove due consorziuniscono ricercatori accademici e del-l'industria, organizzazioni statali e priva-ti, produttori e fornitori. Il programmaPROMETHEUS (Program for EuropeanTraffic with Highest Efficiency and Un-precedented Safety), un consorzio delladurata di otto anni varato nel 1986 sottogli auspici del programma della Comu-nità Europea EUREKA per migliorare lacompetitività europea, dispone di unfondo di 983 miliardi di lire. Fra i suoimembri vi sono 12 case automobilistichedi prima grandezza, oltre a 70 istituti di

66 LE SCIENZE n. 263, luglio 1990 LE SCIENZE n. 263, luglio 1990 67

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ricerca e università e a più di 100 produt-tori e fornitori di materiale elettronico.

Il programma DRIVE (DedicatedRoad Infrastructure for Vehicle Safetyin Europe), varato nel gennaio 1989, siconcentra sulle infrastrutture stradalipiuttosto che sulle tecnologie automobi-listiche. I fondi per esso stanziati am-montano a 172 miliardi di lire per un pe-riodo triennale; metà di questi proven-gono dalla Commissione delle Comunitàeuropee e l'altra metà dai Governi e dal-le industrie dei paesi partecipanti. Oltreal DRIVE e al PROMETHEUS, in Europaesistono 506 programmi minori che fan-no capo a EUREKA e che si concentranosu problemi specifici posti dall'ivHs.

Uno dei più decantati sviluppi provo-cati da questi programmi è la rete Leit-und Informationssystem Berlin (LtsB) diBerlino Ovest. Il LISB collega circa 500vetture con un sistema di informazionicon percorso guidato su di un'area checopre 3000 chilometri di strade, 4500 in-croci e 1300 semafori. Le automobili tra-smettono e ricevono dati dai 250 segnalia raggi infrarossi posti ai margini dellestrade alla velocità di otto chilobyte(8000 caratteri) al secondo. Il Liss è pa-trocinato dal Ministero della ricerca edella tecnologia della Repubblica Fede-rale Tedesca, dal Senato di Berlino, dal-la Siemens e dalla Bosch. Londra ha pre-so a prestito la tecnologia LISB per met-tere in atto un programma simile, chia-mato Autoguide.

In Giappone, l'AmTics (AdvancedMobile Traffic Information Communi-cations System), finanziato dalla Poliziadi Stato é dal Ministero delle poste edelle telecomunicazioni, fornisce al vei-colo un sistema di navigazione che con-sente di stimare la posizione e confron-tarla con la mappa della zona grazie ateleterminali connessi al centro di con-trollo del traffico tramite una rete di col-legamenti radio. Sono circa 50 le indu-strie che partecipano all'Am-rics; altre 25fanno parte del RACS (Road/Automobi-le Communication System) gestito dal-l'Istituto di ricerca del Ministero dei la-vori pubblici.

Mentre in Europa e in Giappone leiniziative statali sono state essenziali perorganizzare gli sforzi di ricerca sul si-stema IVHS, le industrie statunitensi so-no state lasciate, in un certo senso, liberedi agire. «Le loro conoscenze scientifi-che non sono più avanzate delle nostre»afferma: Mounir M. Kamal, direttoreesecutivo del reparto di ingegneria deilaboratori di ricerca della Generai Mo-tors. Egli precisa però che il Governofederale deve aiutare l'industria a coor-dinare la ricerca sui vari elementi delsistema ívHs.

Dopo che l'OTA ha raccomandato alGoverno degli Stati Uniti di stabilireuna piattaforma programmatica nazio-nale per lo sviluppo e la realizzazionedella tecnologia IVHS, il Generai Ac-counting Office e la National Academyof Sciences hanno deciso di studiare la

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fattibilità delle ricerche sul sistema IVHS.I sostenitori dell'iviis sperano che ilCongresso accantoni fondi a favore dellaricerca su questo sistema quando que-st'anno verrà approvato nuovamente loHighway Trust Fund.

Per il momento, il finanziamento sta-tale al sistema IVHS è stato talmente esi-guo da gettare discredito sul Governofederale degli Stati Uniti. Lo Stato dellaCalifornia si è dimostrato invece il piùattivo promotore di questo sistema tec-nologico. A Los Angeles, il progettoSmart Corridor, finanziato dai Gover-ni locali e dal California Departmentof Transportation, fornisce a un gruppocampione di automobilisti, su una trattalunga circa 19 chilometri della Santa Mo-nica Freeway e sulle arterie circostanti,informazioni sul traffico mediante tra-smissioni radio sulla viabilità, segnala-zioni stradali modificabili, sistemi di in-formazioni telefoniche computerizzatetipo videotel. A Richmond, in Califor-nia, il PATH (Programm on AdvancedTechnology for the Highway) si occupadella realizzazione di un sistema di elet-trificazione e controllo automatizzatodella rete stradale che consentirà di gui-dare senza toccare i comandi dell'auto.

Senza mani

Sotto alcuni aspetti, la lentezza del-l'industria statunitense nel mettersi inmovimento è stata simile a quella delGoverno. Steven E. Shladover, diretto-re tecnico del programma californianoPATH, afferma di aver eluso per anni leproposte insistenti delle società europeee giapponesi, aspettando che l'industriaamericana mostrasse interesse per i 26progetti gestiti dal suo programma, il piùvasto del paese.

«Nell'ambito dell'industria automobi-listica, c'è gente a cui piace disprezzareciò che noi stiamo facendo» sostiene.«La capienza delle nostre autostrade de-ve fare un salto di qualità, se non voglia-mo che le nostre città finiscano per au-tosoffocarsi.» Shladover sottolinea cheanche l'aumento del 10-20 per cento del-l'efficienza delle reti stradali, progressoauspicato dall'OTA per il sistema IVHStradizionale, basterà a contenere appenauno o due anni di crescita del trafficocaliforniano.

Shladover ritiene che la soluzione piùefficace ai mali della California sia il«plotonamento» delle automobili: cioèstipare ulteriormente le vetture sulle au-tostrade fornendo loro dispositivi anti--tamponamento con sistemi di percorsoguidato e altri sistemi per il controllo au-tomatizzato. Tali sistemi in genere ope-rano facendo rimbalzare segnali radar osonar sulle automobili circostanti e uti-lizzando un lettore ottico per localizzarei contrassegni sulla corsia. Il sistema dicontrollo automatizzato poi sterza, acce-lera o frena quando necessario.

Attualmente le autostrade possonogestire un flusso di circa 2000 veicoli al-

l'ora per corsia, afferma Shladover; al disopra di questa cifra, il flusso di vetturediventa «turbolento» per lo scienziato, asinghiozzo per l'automobilista. Se i vei-coli viaggiano a una velocità di 90 chilo-metri orari, la densità media di veicoli inogni corsia sarà di una vettura ogni 40metri. Se un veicolo è lungo, poniamo,circa 4,5 metri, allora 35,5 metri di au-tostrada rimangono vuoti. Con i «ploto-ni» che riempiono tutti gli spazi vuoti insenso longitudinale, potranno essere sti-pati fino a 7200 veicoli all'ora per corsia:un veicolo ogni mezzo secondo.

Gli stessi calcoli valgono per gli spaziin senso laterale, sostiene Shladover.Per controbilanciare le incertezze delsingolo automobilista, le corsie delle au-tostrade hanno ovunque una larghezzasuperiore del 50 o del 100 per cento ri-spetto al necessario. Per esempio, con ilplotonamento laterale, sarebbe possibi-le ricavare sette corsie dalle cinque esi-stenti su ognuno dei due piani del BayBridge di San Francisco, che potrebbecosì far fronte a un aumento del 40 percento del flusso automobilistico.

Shladover ammette che anche solu-zioni di tale portata significherebberosolo guadagnare un po' di tempo. La tec-nologia 1vHs nel suo complesso deveinoltre superare l'esame dell'opinionepubblica e dimostrarsi conveniente dalpunto di vista dei costi. Per quanto ri-guarda le assicurazioni, il problema dellaresponsabilità potrebbe anche risultareenorme, afferma il progettista elettroni-co Kan Chen dell'Università del Michi-gan, che ha coniato il termine stesso'VHS. «Con il sistema del plotonamento- fa notare Kan Chen - se qualcosa vastorto, è possibile che 200 veicoli riman-gano coinvolti in un unico incidente»,caso nel quale si possono citare per danninon meno di tre soggetti giuridici: le al-tre persone coinvolte nell'incidente, iproduttori del veicolo o dei componentielettronici e la società autostradale.

Womack del MIT ritiene che verran-no chieste maggiori garanzie sulla sicu-rezza dei veicoli automatizzati di quantese ne richiedano ai guidatori: «L'assurdoè che la gente non trova niente di malese ogni anno muoiono 50 000 personeuccise da vetture guidate da esseri uma-ni, mentre il numero di persone che puòperdere la vita a bordo di automobili gui-date da un calcolatore deve essere infi-nitesimamente piccolo.»

Quale futuro?

Nuovi combustibili, nuovi materiali,nuovi motori, nuovi componenti elettro-nici: sono così tante le possibilità che èdifficile immaginarle tutte realizzate inun unico veicolo. Come sarà l'automo-bile del futuro?

«Dipende dal tipo che vuole compra-re. - afferma R. A. Frosch - Quali sonoi suoi gusti in fatto di automobili?»

L'automobile del futuro, come so-stengono manager e progettisti, non è un

singolo modello che uscirà tra parecchianni dalle catene di montaggio di tuttoil mondo, una sorta di «cura tecnologi-ca» perfetta per le malattie generate daun secolo di sfrenata motorizzazione.L'automobile del futuro sarà l'insieme dimolte automobili e, tranne nel caso diradicali interventi governativi, seguirà igusti e i desideri del cliente.

«L'industria automobilistica deve cer-care di soddisfare una domanda di mer-cato che è in competizione con una seriedi limitazioni e di imperativi che riguar-dano esigenze sociali non trascurabili: ilproblema è di tener conto di queste esi-genze e nel contempo di non far crollareil mercato» continua ancora Frosch.

La globalizzazione dell'industria auto-mobilistica e delle sfide a cui fa fronteha determinato una chiara convergenzanelle scelte industriali, che si estende atutti gli aspetti del settore, dalla proget-tazione della carrozzeria alle tecniche diproduzione. Ma l'esperienza ha dimo-strato che i consumatori non sono pro-pensi ad accettare una monotona omo-geneità nei nuovi modelli. L'improvvisapopolarità dei modelli pick-up nelle fa-miglie che possiedono due vetture evi-denzia il fatto che l'aspetto di un'auto-mobile non può essere ridotto ai suoielementi essenziali.

«Per quanto si può capire guardandoin strada, sarà il consumatore a sedere alposto di guida dell'industria automobili-stica» afferma ironico ColeLa necessità di trovare soluzioni creativeper rispettare gli standard fissati dal Go-verno potrà anche stimolare una diver-sificazione delle tecnologie automobili-stiche senza precedenti.

Così, uno degli obiettivi dell'industriaper il secolo a venire consiste nel rag-giungere una flessibilità nei processi diproduzione che Henry Ford non si sa-rebbe nemmeno potuta immaginare. Ilnuovo paradigma della produzione «ma-gra» (si veda la «finestra» a pagina 63)allenterà la stretta sulle economie di sca-la. Con l'aiuto dei sistemi CAD (com-puter aided design) e con l'uso discrimi-nato dell'automazione, i produttori sa-ranno in grado di aggiornare rapidamen-te i modelli, soddisfare le esigenze del-le nicchie di mercato e reagire più pron-tamente ai cambiamenti dei gusti deiconsumatori.

«In questo processo di ristrutturazio-ne ci saranno anche molti perdenti», av-verte Cole nell'introduzione all'ultimaprevisione del Delphi. Egli prevede tem-pi duri per le organizzazioni «rigide» o«poco disposte ad assumere dei rischi» euna significativa diminuzione dei posti dilavoro nel settore automobilistico mon-diale. Ma Cole non è pessimista: la con-clusione del suo intervento, richiama al-la mente le parole di Rhett Butler, il no-to personaggio di Via col vento, quandocommentava la sconfitta dei Secessioni-sti: «Per coloro che considerano il cam-biamento un'opportunità, questa po-trebbe essere un'epoca d'oro».