Raffaele Berardi | Ralph DTE

28 novembre 2011

Assiomi campo ed assiomi spazio vettoriale

Rubrica: Officina della Matematica

Titolo o argomento: Gli assiomi del campo e dello spazio vettoriale

In tutti gli insiemi numerici studiati in geometria sono definite due operazioni: la somma (+) ed il prodotto (·). Questi godono delle proprietà riportate di seguito le quali prendono il nome di assiomi campo.

Assiomi campo

1. Proprietà associativa della somma: per ogni a, b, c si ha che (a + b) + c = a + (b + c).

2. Esistenza dell’elemento neutro per la somma: esiste un “a₀” tale che per ogni “a” abbiamo che (a + a₀) = (a₀ + a) = a, dove l’elemento a₀ (ovvero l’elemento neutro) non è altro che lo zero.

3. Esistenza dell’opposto: per ogni “a” esiste un “a₁” tale che (a + a₁) = (a₁ + a) = a₀, dove a₁ non è altro che -a.

4. Proprietà commutativa della somma: per ogni a + b = b + a.

–

5. Proprietà distributiva della somma rispetto al prodotto: per ogni a, b, c si ha che a · (b + c) = a · b + a · c.

6. Proprietà associativa del prodotto: per ogni a, b, c si ha che (a · b) · c = a · (b · c).

7. Esistenza dell’elemento neutro per il prodotto: esiste un “a₁” tale che per ogni a · a₁ = a₁ · a = a, dove l’elemento a₁ (ovvero l’elemento neutro) non è altro che 1.

8. Esistenza dell’inverso: per ogni a diverso da zero, esiste un ã tale che a · ã = ã · a = a₁, dove l’elemento “a_1″ non è altro che a^-1 ovvero 1/a.

9. Proprietà commutativa del prodotto: per ogni a, b si ha che a · b = b · a

Uno spazio vettoriale (ovvero uno spazio lineare) su R (l’insieme dei Reali) è un insieme che possiamo chiamare V dove sono definite due operazioni: la somma (dove due elementi di V, sommati, formano un nuovo elemento di V) ed il prodotto per scalari (dove il prodotto di un elemento di R per uno di V, mi restituisce un elemento di V). La somma ed il prodotto per scalari soddisfano le proprietà riportate di seguito le quali prendono il nome di assiomi dello spazio vettoriale.

Note

Gruppo: trattasi di un insieme che soddisfa le proprietà 1, 2, 3 sopra elencate

Gruppo commutativo: un insieme che soddisfa le proprietà 1, 2, 3, 4 sopra elencate

Anello: si tratta di un insieme che soddisfa le proprietà 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7 sopra elencate

Anello commutativo: un insieme che soddisfa le proprietà 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 9 sopra elencate

Corpo: un insieme che soddisfa le proprietà 1, 2, 3, 4, 5, 6, 7, 8 sopra elencate

Campo: un insieme che soddisfa tutte le proprietà 1-9 sopra riportate

Assiomi spazio vettoriale

1. Per ogni u, v, w appartenenti allo spazio vettoriale V, si ha che: (u + v) + w = u + (v + w).

2. Esiste uno 0 appartenente allo spazio vettoriale V tale che, per ogni elemento v appartenente a V, si ha che: v + 0 = 0 + v = v.

3. Per ogni elemento v appartenente allo spazio vettoriale V, esiste un elemento -v (sempre appartenente allo spazio vettoriale V) tale che: v + (-v) = (-v) + v = 0.

4. Per ogni v, w appartenenti allo spazio vettoriale V si ha che: v + w = w + v.

–

5. Per ogni λ appartenente ad R (l’insieme dei Reali) e per ogni v, w appartenenti allo spazio vettoriale V si ha che: λ · (v + w) = λ · v + λ · w.

6. Per ogni λ, μ appartenenti ad R (l’insieme dei Reali) e per ogni v appartenente allo spazio vettoriale V si ha che: (λ + μ) · v = λ · v + μ · v.

7. Per ogni λ, μ appartenenti ad R (l’insieme dei Reali) e per ogni v appartenente allo spazio vettoriale V si ha che: (λ · μ) · v = λ · (μ · v).

8. Per ogni elemento v appartenente allo spazio vettoriale V si ha che: 1 · v = v e 0 · v = 0.

25 novembre 2011

2014: Odissea nella formula 1

Rubrica: Curiosità della tecnica da corsa
Titolo o argomento: I nuovi motori F1 Turbo 1600 dotati di Exhaust Energy Recovery System

Chi non ricorda le famose F1 dell’era del turbo? Un’era (1977-1988) in cui le vetture, in configurazione da qualifica, raggiungevano la sconcertante potenza di 1200 cavalli con motori di soli 1,5 litri. Dal 1989 il turbo è stato bandito per regolamento ed i motori aspirati hanno conosciuto un’evoluzione senza pari. Grazie soprattutto agli enormi passi avanti condotti nel campo della scienza e tecnologia dei materiali, i motori di F1 sono stati in grado di raggiungere elevatissimi regimi di rotazione (oltre 20.000 giri al minuto) offrendo di conseguenza prestazioni disarmanti. L’evoluzione è stata tale da obbligare la FIA (Federazione Internazionale dell’Automobilismo), stagione dopo stagione, a modificare il regolamento diminuendo cilindrata e numero di cilindri (dai V12, V10, V8 di 3,5 litri sino agli attuali V8 di 2,4 litri) al fine di limitare le prestazioni, aumentare la sicurezza e non svantaggiare eccessivamente i team minori. Ora di nuovo, come fosse un fenomeno ciclico destinato a ricominciare, si riapre la stagione del turbo. Questa volta però con lo scopo di migliorare l’efficienza energetica dei motori, ridurre i consumi e quindi abbattere l’inquinamento e, per ultimo ma non meno importante, per fornire il know how necessario alla produzione di vetture stradali più “pulite”, con maggiore efficienza e autonomia.

Anno 2014, l’ennesima rivoluzione nella storia della formula uno sarà rappresentata dall’adozione di propulsori ad elevata efficienza V6 turbo di soli 1,6 litri. Si tratta di motori con sistema di iniezione ad alta pressione (oltre 500 bar), sovralimentazione mediante turbocompressore “singolo” e flusso di carburante controllato. Inizialmente il massimo regime di rotazione si attestava intorno a soli 12.000 giri al minuto. Successivamente, in seguito a contestazioni da parte dei team, si è giunti al limite di 15.000 giri al minuto. Questo per consentire una migliore gestione dell’erogazione della potenza nonché per il timore che il sound fosse meno entusiasmante ed i tifosi meno attratti. La trasmissione sarà dotata di un nuovo sistema di recupero dell’energia denominato E.E.R.S. molto più performante del K.E.R.S.. L’aerodinamica ed i relativi regolamenti rimarranno per molti aspetti invariati rispetto a quelli del 2011 anche se conterranno disposizioni per ridurre il consumo di carburante addirittura del 35%. Il peso minimo del veicolo sarà portato a 660 kg. I motori dovranno garantire una durata di ben 4.000 chilometri riducendo le spese sostenute dai team. Si punterà inoltre su tecnologie atte a ridurre gli attriti all’interno del motore per aumentarne l’efficienza e riuscire a rispettare i consumi massimi di carburante (26 grammi/secondo) imposti dal regolamento.

Tutto sommato si cercherà di mantenere prestazioni molto simili a quelle dei motori attuali in termini di potenza e velocità massima raggiungibile. Unico neo per l’abilità degli ingegneri motoristi sarà rappresentato dal dover lavorare molto sull’erogazione del motore che sarà decisamente differente rispetto a quella degli attuali motori.

Attenzione: la versione integrale del mio articolo relativo alle nuove F1, che saranno in pista dal 2014, è stata pubblicata sulla rivista di divulgazione scientifica Newton (numero di Settembre 2011) il cui sito web è: www.newtonline.it. Chi desidera ordinare un numero arretrato può contattare il servizio abbonamenti di Newton al numero: 02-76391923.

Newton numero di Settembre 2011

Newton Cover 09/11. Image’s copyright: Ri.Do Servizi Editorali

21 novembre 2011

Il lavoro oggi: domanda e offerta

Una delle più grandi contraddizioni proprie dell’Italia è che l’enorme mole di disoccupazione si pone dinanzi a numerose aziende che non trovano il personale di cui necessitano. Si potrebbe semplicemente pensare che sia sufficiente indirizzare parte dei disoccupati verso tali aziende ed il gioco sia fatto. In realtà le cose non sono proprio così. Le aziende che offrono lavoro cercano personale che, per gli high skill, abbia effettuato precisi percorsi di studio (presso la scuola superiore o presso le Università) e che, per le professioni più pratiche, siano formati e/o specializzati come si deve.

Questo significa che ancora in Italia vi è una grave carenza nel creare il giusto connubio tra il mondo dello studio e quello del lavoro. Significa che una volta terminati gli studi i giovani sono spesso abbandonati a sé stessi. Sia la scuola superiore (specie gli indirizzi tecnici e professionali), sia le Università, dovrebbero invece preparare in modo “pratico” gli studenti con corsi mirati di diversi mesi che possano far acquisire competenze e sicurezza in sé stessi. Ad esempio in paesi come la Germania, la Svizzera, la Finlandia, la Norvegia, la Svezia, non solo gli studenti vengono avviati al lavoro tramite corsi formativi che arrivano fino a tre anni ma, durante tali corsi, ricevono una retribuzione e, al termine sostengono esami che gli garantiscono l’assunzione o la ripetizione di un anno di formazione. Le aziende sono molto attente a questi ragazzi e più essi stimolano il loro talento, si impegnano, studiano, fanno esperienza e si danno da fare, e più c’è interesse per loro. Insomma più sei bravo e più possibilità hai. Se lo desideri vedi anche l’articolo: Ci sono un italiano, uno svizzero ed un tedesco…

Per quanto riguarda gli high skill, risulta difficile reperire: farmacisti, sviluppatori di software, infermieri, progettisti meccanici, e metalmeccanici. Tra le professioni più pratiche pare sia molto complicato trovare: addetti alla reception, operatori di mensa, carpentieri, adetti alle macchine utensili (tornitori, tecnici CNC, saldatori esperti), autisti di pullman, posatori di pavimenti, muratori esperti, posatori di coperture tetti, idraulici, parrucchieri, falegnami (intesi anche come piccoli artigiani che producono arredamenti e soluzioni in legno su misura in quantità non industriale), panettieri, meccanici, fabbri. Ovviamente per tutti questi mestieri vi è richiesta solo qualora il candidato sia formato ed abbia un’esperienza affatto trascurabile… e questo, come già detto all’inizio dell’articolo, ci pone davanti ad una contraddizione dato che la formazione post-studio non è ancora impiantata nel tessuto formativo italiano.

Ovvio che se sono bravo nel posare pavimenti ed ho una mia ditta dove realizzo un determinato fatturato, sicuro non chiudo baracca e burattini per essere assunto da un’azienda che mi pagherà sicuramente molto meno. Pertanto per tale lavoro andrebbe bene un ragazzo fresco di istituto tecnico ad esempio, ma lui cosa ne saprebbe di posa in opera di pavimenti? Il posto rimane quindi libero. Il disoccupato anche.

Image’s copyright: CoffeeNews.it

16 novembre 2011

Il simpatico spot con Riccardo Rossi e Federica Pellegrini

Rubrica: Pubblicità e dintorni

Titolo o argomento: Simpatia

Simpatici, spontanei, oserei dire… genuini. Una coppia improbabile per uno spot pubblicitario: lei un po’ imbarazzata, alle prime armi in un mondo molto differente dal suo, è allo stesso tempo divertita, partecipe e concentrata nel capire come muoversi sul set; lui, forte di una consolidata esperienza artistica è abile nel mettere la Pellegrini a suo agio aggiungendo quel pizzico di pepe che ci vuole per ravvivare la scena ed allentare la tensione. Il risultato è uno spot sobrio, divertente, poco costruito e forse, proprio per quest’ultimo motivo, più piacevole. Il primo dettaglio che mi ha affascinato è stato l’assenza dei soliti ed obsoleti sorrisi di plastica: i due si divertono realmente nel girare lo spot insieme e questo traspare assieme alla stima reciproca. Ottima la colonna sonora (Moves like jagger – Maroon 5 featuring Christina Aguilera). Utilizza i link di seguito per vedere due versioni differenti dello stesso spot:

http://www.youtube.com/watch?v=AMvotAe9_JQ
http://www.youtube.com/watch?v=SydtwcUDetU

Attenzione. Dare un giudizio sulla pubblicità non significa dare un giudizio sul prodotto in essa mostrato. Si tratta di due prodotti che devono essere valutati distintamente. Evitare quindi commenti sui prodotti oggetto dello spot.

Pellegrini: “A me piacciono gli sportivi!” Rossi: “Me ne so’ accorto!!!”

16 novembre 2011

Metodi di dimostrazione logico matematica

Rubrica: Utilità di ingegneria

Titolo o argomento: Dimostrare una tesi

Se questa mattina vi siete alzati con la voglia di intrecciare il vostro cervello, questo è l’articolo che fa per voi… Premesso che con il termine “ipotesi” si intende il presupposto ad un ragionamento e che con il termine “tesi” si intende una proposizione di cui si desidera accertare la veridicità, possiamo riportare i tre principali metodi di dimostrazione accompagnati da esempi che spero di aver scritto in modo comprensibile 🙂

Dimostrazione diretta

Si tratta del metodo che solitamente risulta più spontaneo e naturale per la mente. Consiste nel supporre vera l’ipotesi e, tramite ragionamenti, dedurre la tesi. La via più intuitiva per dimostrare affermazioni quali “A implica B”.

Es. Premesso che il paraurti sia in tinta con l’auto allora, se il paraurti è rosso, anche l’auto è rossa.

Dimostrazione per assurdo

Trattasi di un metodo di dimostrazione che suppone contemporaneamente vere l’ipotesi “A” e la negazione “non B” della tesi per poi giungere mediante ragionamenti ad una contraddizione. La contraddizione, ossia la presenza di qualcosa di falso, fa cadere la supposizione assurda che “A” e “non B” possano essere contemporaneamente vere. Quindi se “A” è vera, anche “B” deve esserlo.

Es. Premesso che il paraurti sia in tinta con l’auto allora, se il paraurti è rosso, l’auto non è rossa. Se il paraurti è rosso e se il paraurti è in tinta con l’auto, allora deve essere per forza dello stesso colore dell’auto. Se l’auto è arancione ed il paraurti è rosso, allora il paraurti non è in tinta con l’auto. Quindi se il paraurti è in tinta con l’auto ed è rosso, per forza l’auto deve essere rossa.

Dimostrazione inversa

Tale tipo di dimostrazione suppone vera la negazione “non B” della tesi e, sempre mediante ragionamenti, deduce la negazione “non A” dell’ipotesi. Come per la dimostrazione diretta (dove “A” implica “B”) se “non B” implica “non A”, allora la presenza ad esempio della situazione in cui “A” implica “non B” equivarrebbe a dire che “A” e “non A” sono vere contemporaneamente… il che è impossibile.

Es. Se è vero che l’auto non è rossa, allora anche il paraurti non è rosso in quanto abbiamo supposto il paraurti essere in tinta con l’auto. Se l’auto che non è di colore rosso implica che il paraurti non è di colore rosso, allora la situazione in cui il paraurti rosso implica che l’auto non è rossa equivale a dire che il paraurti rosso e il paraurti non rosso sono affermazioni vere contemporaneamente… il che è illogico.

14 novembre 2011

Performance del controllo attivo della distribuzione Lotus AVT

Rubrica: Curiosità tecnica da corsa
Titolo o argomento: Caratteristiche del sistema Lotus AVT (Active Valve Train)

Negli articoli correlati, indicati in basso, abbiamo descritto il sistema di distribuzione elettro-idraulico ideato da Lotus; ora ci avviamo a concludere questa breve raccolta di articoli sul dispositivo riportando le specifiche che Lotus si era prefissata di raggiungere e che ormai sembra aver raggiunto e superato grazie ad un’incessante ricerca e ad un continuo lavoro di affinamento.

Lotus AVT – Dettagli tecnici

Alzata valvole: da 0mm a 15mm con possibilità di variazione continua lungo tutto il range di funzionamento del motore.
Errore alzata valvola possibile: 1%; se ad esempio a 3250 giri/min si imposta elettronicamente un’alzata massima di 9mm, l’alzata reale si può discostare da quella teorica del solo 1% (ovvero 0,09mm).
Durata fase di aspirazione/scarico: senza restrizioni.
Errore durata fase di aspirazione/scarico possibile: 1° di rotazione dell’albero motore. Ovvero le valvole si possono aprire/chiudere con un grado di anticipo, o di ritardo, di rotazione dell’albero motore.
Fasatura (anticipo/ritardo apertura/chiusura valvole): senza restrizioni.
Velocità massima delle valvole: 5 m/s.
Funzionamento valvole: indipendente.
Massimo regime di rotazione motore: 7000 giri/min (motori a benzina); 2400 giri/min (motori a gasolio per mezzi pesanti).
Pressione residua nel cilindro: 20 bar (70 bar per i sistemi Exhaust Braking).

Link correlati

Lotus Active Valve Train (AVT) – La distribuzione senza alberi a camme by Lotus
Lotus Active Valve Train (AVT) – Circuilto idraulico e diagramma distribuzione
Lotus Active Valve Train (AVT) – Performance della distribuzione Lotus AVT

Lotus AVT valve block

11 novembre 2011

Se non si ha più niente da dire… C’è una soluzione.

Una delle cose peggiori che possono accadere ad una persona è quella di non aver più nulla da dire. Quando qualcuno tende a parlare sempre delle stesse cose significa che non sta ricevendo una quantità sufficiente di stimoli ed input o, peggio, che non sa ascoltare, recepire ed apprendere cose nuove, osservare il mondo esterno ed interagire con esso. Tradotto in altri termini significa che sta perdendo la capacità di osservare in modo critico ciò che lo circonda, di informarsi e di trarre valutazioni proprie da argomentare con altri soggetti per crescere e condividere la strada che porta al giorno dopo (il futuro). La conseguenza più grave non è tanto il problema che nessuno ascolta più con interesse tale persona, quanto il fatto che il soggetto in questione diventa gradualmente amorfo, spesso incapace di prendere decisioni con la collettività e di valutare una moltitudine di fatti che accadono nel quotidiano intorno a sé ed intorno alle persone con cui interagisce. Se si capisce come si studia, come si apprende, come si elaborano degli stimoli che provengono dal mondo circostante, è praticamente impossibile non aver nulla da dire e da condividere con chi si trova intorno. Studiare non significa unicamente, come siamo abituati a credere, sforzarsi su libroni complicati dedicati a materie a noi ostili, ma significa anche avere la capacità di trovare le informazioni che ci occorrono, da fonti concrete e attendibili, e nutrirci di nozioni che stimolano e stuzzicano la curiosità e l’interesse dell’individuo. Per farla breve, studiare ciò che ci interessa può essere senza ombra di dubbio piacevole. Il problema a mio avviso è che spesso non si ha il “metodo” e si tende a vedere come insormontabile qualcosa che invece è assai fattibile. Il problema a monte sta insomma nel modo con cui ognuno di noi viene istruito sin dalla tenera età. Nascere e vivere significa interagire in un sistema enorme e complesso. Se esisti devi partecipare. Se si cerca di ricordare cosa ci appassionava prima che tutto si appiattisse e diventasse routine… magari si può riprendere e ripartire da lì. Ognuno inventa il suo modo.

2 novembre 2011

Verso la riduzione della massa dei veicoli ibridi – Seconda parte

Rubrica: Tecnologie utili ai mezzi elettrici ed ibridi, ma non solo…
Titolo o argomento: Multi-materials concept

Prosegue dall’articolo: Verso la riduzione della massa dei veicoli ibridi – Parte prima

Circa un quarto della massa di un autoveicolo è rappresentato dall’insieme delle parti strutturali saldate prima che vengano montati gli elementi della carrozzeria, le portiere, i cofani, i passaruota, i paraurti, i vetri, gli interni, la meccanica e gli impianti. Il veicolo, in questa fase della sua produzione, viene denominato “Body In White” (BIW) ed è costituito esclusivamente da quello che potremmo definire il suo nucleo. Il BIW è la parte che generalmente è più soggetta a sforzi di ricerca, progettazione e analisi di tecnologie disponibili per la riduzione della sua massa. Nella storia dell’automobile, il “Body In White”, ha attraversato un profondo cambiamento dei materiali impiegati a partire dal legno, la ghisa, l’acciaio HSS (high-strength steel – acciaio ad alta resistenza), l’acciaio AHSS (advanced high-strength steel), l’alluminio, il magnesio, fino ai compositi a matrice polimerica (PMCs). Tra il 1995 ed il 2007 l’uso dell’alluminio per la struttura dell’autoveicolo è aumentato del 23%, l’uso dei compositi a matrice polimerica è aumentato del 25%, l’impiego del magnesio è aumentato del 127%. Ora che è possibile impiegare materiali di ottimo livello si può procedere ad un ulteriore riduzione della massa tramite le tecnologie di progettazione ottimizzata (vedi anche l’articolo relativo all’ottimizzazione topologica). Mediante tali tecnologie si può ad esempio asportare il materiale in eccesso che non è coinvolto in una determinata sollecitazione (o in un insieme di sollecitazioni) e di cui il veicolo fa volentieri a meno.

Ottimizzare le masse primarie (quelle del BIW) ovviamente permette poi di ridurre anche le masse secondarie. Pesando meno il veicolo è infatti possibile utilizzare motori, trasmissioni e sospensioni più leggere. Si tratta di un approccio di tipo olistico (la sommatoria funzionale di un insieme è sempre legata alla prestazione delle singole parti che lo compongono) che prevede un sistema di progettazione integrato del veicolo. Non solo le geometrie vengono studiate per inserire materiale solo laddove si presentano delle sollecitazioni, ma oggi è anche possibile utilizzare differenti materiali per completare una medesima struttura (multi-material approach) grazie anche a nuovi avanzati processi manifatturieri. Per raggiungere la riduzione di massa desiderata possono essere impiegati metodi quali la sostituzione dei materiali, l’ottimizzazione strutturale, l’integrazione strutturale e l’integrazione funzionale.

In confronto ad una normale struttura in acciaio, la struttura in HSS realizzata da Auto Steel Partnership raggiunge una riduzione di massa tra il 20% ed il 30%. La struttura in alluminio realizzata per le Jaguar XJ o per le Audi A8 e A2, raggiunge addirittura una riduzione di massa che va dal 30% al 40%. Infine la riduzione di massa ottenuta da Lotus, grazie ad una struttura multi-materiale costituita per il 37% da alluminio, per il 30% da magnesio e per il 21% da PMCs, raggiunge un valore del 38%. E’ chiaro ormai che, utilizzando un materiale con caratteristiche meccaniche migliori, è possibile ottenere una sostanziale riduzione di massa ma il grande potenziale deriva da un sistema integrato multi-materiale che sfrutta le proprietà di alluminio, magnesio, PMCs, e acciaio AHSS.

Sebbene l’utilizzo di materiali avanzati comporti un incremento dei costi di produzione, la progettazione integrata del veicolo, con un approccio multi-materiale e nuovi processi manifatturieri, arriva invece a costare persino meno di una tradizionale progettazione. Nel bilancio diverse case automobilistiche hanno dimostrato di poter ottenere una significativa riduzione delle masse in gioco con un impatto sui costi moderato o addirittura vantaggioso: Volkswagen ha realizzato un prototipo superleggero risparmiando 8 Euro per ogni chilogrammo di massa in meno; Lotus ha ottenuto una riduzione dei costi complessiva del 2%.

Body In White - BIW

Body In White

28 ottobre 2011

Verso la riduzione della massa dei veicoli ibridi – Prima parte

Rubrica: Tecnologie utili ai mezzi elettrici ed ibridi, ma non solo…
Titolo o argomento: Ridurre la massa dei veicoli per migliorare prestazioni e consumi

Se si osservano attentamente le schede tecniche dei nuovi veicoli elettrici ed ibridi, si scopre che hanno masse* di gran lunga superiori a quelle delle sorelle dotate del solo motore a combustione interna. Ovviamente l’elevato incremento di peso, offerto dal motore elettrico e da enormi pacchi batterie, penalizza le prestazioni e tiene nascoste le reali potenzialità di simili mezzi. Allora in che direzione si sta andando per render ancora più appetibile questa nuova generazione di veicoli ed esaltarne le reali potenzialità?

Prima di avviarci ad un interessante approfondimento sulla questione, ecco di seguito un grafico (fig.1) relativo ad un veicolo (classe B del NEDC: New European Driving Cycle) con motore a gasolio 1,4 litri, che mostra un interessante bilancio. Del 100% dell’energia prodotta dalla combustione, il 38% viene perso sotto forma di calore ceduto all’impianto di raffreddamento, il 43% viene perso tramite i gas esausti e solo il 19% si trasforma in lavoro meccanico. Quest’ultima fetta, a sua volta, accusa un 36% di perdite per “resistenza aerodinamica”, un altro 28% di perdite per “resistenza al rotolamento” ed un ultimo 36% di spesa in energia cinetica. Sia la fetta del 28% relativa alla resistenza al rotolamento, sia la fetta del 36% relativa alla spesa di energia cinetica, sono legate (tramite note relazioni) alla “massa del veicolo”. In soldoni significa che riducendo la massa del veicolo si possono contenere tali perdite. Per fare un esempio numerico basti pensare che, ogni 100 kg di massa risparmiata sul veicolo, è possibile ridurre di 3,5 g/km l’emissione di CO2. A questo beneficio primario si aggiungono benefici secondari che consistono nella possibilità di utilizzare motori più piccoli e leggeri con trasmissioni ed impianti frenanti proporzionalmente più piccoli e leggeri. Ciò si traduce nella possibilità di ottenere una riduzione di CO2 superiore agli 8,5 g/km.

Bilancio energetico di un veicolo dotato di motore a combustione interna

Fig. 1

Nella figura successiva (fig.2) è invece riportato un grafico che mostra il bilancio energetico di un veicolo (classe B del NEDC: New European Driving Cycle) con motore elettrico. E’ possibile osservare come “l’efficienza tank-to-wheel” (ovvero dal serbatoio alla ruota) sia molto maggiore e come, a parità di proporzione delle perdite meccaniche, sia possibile trarre un beneficio molto maggiore (rispetto ad un veicolo dotato di motore a combustione interna) dall’intervento di riduzione delle masse.

Continua…

Bilancio energetico di un veicolo dotato di motore elettrico

Fig. 2

La Honda Civic Hybrid sul mercato dal 2012 accusa un aumento di peso di circa 100 kg rispetto alla versione tradizionale. La BMW Active Hybrid X6 accusa addirittura un aumento di peso di circa 260 kg rispetto alla versione non ibrida. Il Pacco batterie della Tesla Motors Roadster pesa circa 400 kg ma se consideriamo che dispone solo di motore elettrico significa che sono stati risparmiati circa 200 kg di motore a combustione interna con un aumento di peso reale di circa 200 kg.