Shell Eco-Marathon e Politecnico di Milano: un matrimonio che s’ha da fare
Un progetto elaborato dagli studenti d'ingegneria parteciperà alla gara che promuove la mobilità sostenibile
Abbiamo già parlato della Shell Eco-Marathon, una sorta di grand prix europeo di resistenza riservato ai veicoli con alimentazione sia convenzionale che eco (quindi anche elettrici, a idrogeno, etanolo…) dove vince non chi arriva per primo, bensì chi arriva più lontano e consuma di meno!
Sommario
Cos’è la Shell eco-marathon
È una competizione accademica mondiale ed unica nel suo genere, dove gli studenti i tutto il mondo si sfidano a progettare, costruire e guidare veicoli ultra-efficienti dal punto di vista energetico. L’obiettivo è percorrere la maggiore distanza possibile con l’equivalente di 1 litro di carburante o di un kWh di energia.
La competizione organizzata da Shell spinge gli studenti ad esplorare nuove tecnologie e soluzioni per massimizzare l’efficienza dei veicoli, quali l’aerodinamica, la riduzione del peso, l’ottimizzazione del motore e la scelta di materiali innovativi.
Si creano team di lavoro dedicati ad un singolo progetto partecipante, e questo permette di acquisire competenze pratiche in ingegneria, design, gestione di progetto e comunicazione. La competizione offre un’esperienza formativa preziosa e un’opportunità di networking con altri studenti e professionisti del settore.
La Shell Eco-marathon si prefigge anche l’obiettivo di sensibilizzare il pubblico sull’importanza dell’efficienza energetica e della mobilità sostenibile, promuovendo soluzioni innovative per un futuro a basse emissioni di carbonio.
Categorie di veicoli che partecipano alla Shell eco-marathon
La competizione prevede diverse categorie di veicoli, suddivise in base al tipo di energia utilizzata:
- Prototype: veicoli futuristici e leggeri, progettati per massimizzare l’efficienza aerodinamica.
- Urban Concept: veicoli più vicini alle auto di tutti i giorni, con caratteristiche di praticità e guidabilità in ambiente urbano.
Sono ammessi diversi tipi di carburante e sistemi di propulsione dei vari veicoli:
- Internal Combustion Engine (ICE): motore a combustione interna alimentati a benzina, diesel, etanolo o GTL (Gas to Liquids)
- Battery Electric: motore elettrico
- Hydrogen Fuel Cell: motore a idrogeno
Come si svolge la Shell eco-marathon
Durante la gara, i veicoli devono completare un numero predefinito di giri su un circuito cittadino, a una velocità media stabilita.
L’obiettivo non è la velocità, ma l’efficienza: vince il veicolo che percorre la maggiore distanza con la minore quantità di energia.
Solo per fare un esempio dei traguardi straordinari raggiunti in termini di prestazioni, nel 2010 è stato stabilito il record storico: 4.896,1 Km percorsi con l’equivalente di 1 solo litro di carburante. Sarebbe come viaggiare da Capo Nord alla Sicilia con un solo litro di benzina!
Qual è l’impatto della Shell Eco-marathon
Questa gara ha un notevole impatto per quanto riguarda l’innovazione e la mobilità sostenibile:
- Stimola la ricerca e lo sviluppo: soluzioni sviluppate dagli studenti possono ispirare nuove tecnologie per l’industria automobilistica.
- Forma i futuri ingegneri: offre agli studenti un’esperienza formativa unica e li prepara alle sfide del futuro.
- Promuove la mobilità sostenibile: contribuisce a sensibilizzare il pubblico sull’importanza dell’efficienza energetica e delle energie alternative.
Shell vede questa gara come ‘il più importante progetto di educazione e formazione di Shell sulla mobilità sostenibile, nato 27 anni fa per promuovere tra i giovani i valori dello sviluppo sostenibile, stimolare l’innovazione e le idee in termini di efficienza energetica e per favorire scambi culturali ed interpersonali tra studenti di tutto il mondo.
Solo per ila finale europea del 2011 sono stati ammessi oltre 220 team provenienti da 26 Paesi, di cui ben 16 sono squadre italiane.
Il team del Politecnico che partecipa alla Shell eco-marathon
In Italia diversi team di studenti hanno deciso di buttarsi in questa gara sponsorizzata dal gigante anglo-olandese del petrolio nelle due sezioni: i prototipi alimentati anche da carburanti non tradizionali (leggi petrolio e gas) e urban concept per veicoli a quattro ruote e motore tradizionale. La gara infatti è riservata alle Università e le scuole secondarie superiori.
Noi di TuttoGreen volevamo conoscere da vicino uno di loro e capire cosa li spinge e con quali novità. Allora siamo andati a parlare con uno dei team italiani habitué della eco-marathon: il Politecnico di Milano ed in particolare è il Dipartimento di Ingegneria Meccanica che sviluppa in toto il progetto e svolge la gara nella categoria prototipi. Infatti fin dal 2005 il Politecnico di Milano è presente con un triciclo sviluppato autonomamente che nel suo evolversi ha collezionato dei bei record e dei bei numeri!
Nella competizione europea nel 2007 il primo prototipo ha percorso 1.931 km con l’equivalente di un litro di benzina mentre nel 2009 il nuovo modello a idrogeno ha stabilito il record italiano di ben 2.741 km con l’equivalente di un litro di benzina. Invece il modello solare ha toccato i 5.461 km con l’equivalente di un litro di benzina nella competizione americana.
Il Dipartimento ha l’obiettivo di far lavorare ad un progetto concreto alcuni studenti per la tesi o come tirocinio di dottorato e ci crede tanto da stanziare un budget di 30.000 euro.
Le applicazioni a posteriori sono molteplici e alcune cose sono poi state ri-utilizzate in altri progetti. I ragazzi hanno imparato strada facendo e sviluppato dei prototipi che poi si sono evoluti in nuovi modelli.
Dal primo veicolo con motore a combustione e telaio portante, dove la carrozzeria in fibra di carbonio era un semplice chassis, si è poi passati al motore elettrico e ad una carrozzeria portante sempre in carbonio. Il modello iniziale era alimentato ad idrogeno ma nel tempo gli è stato affiancato un gemello alimentato ad energia solare attraverso dei pannelli fissati sulla fusoliera.
Con Artemide, il veicolo ad idrogeno, hanno gareggiato nelle edizioni del 2009-10 mentre il suo fratellino solare, Apollo, ha debuttato nel 2010.
Ma vediamolo più da vicino, questo gioiellino. Per migliorare le performance la forma è il più possibile aerodinamica: questo è stato possibile modellando il telaio direttamente sul manichino del pilota, una persona alta non più di 1,65 m per via del ridotto spazio nell’abitacolo e in posizione praticamente sdraiata. Per questo si è reclutato una giovane studentessa che condurrà l’edizione 2011!
Per diminuire l’attrito i pneumatici sono uno speciale modello che offre la minor resistenza al rotolamento elaborato con gli angoli migliori assieme a Michelin.
Per rendere ancora più resistente e filante il prototipo, il telaio autoportante in fibra di carbonio è stato progettato attraverso un software di calcolo sviluppato ad hoc dagli studenti assieme al loro professore.
E si è individuato anche un nuovo processo produttivo che abbattesse di molto i costi e che vede assemblate le “pelli” di carbonio all’interno di uno stampo creato a partire dalla maquette in polistirolo.
Per rendere il triciclo “intelligente” l’elettronica è presente dovunque. Determina la strategia di gara e fa dialogare tra loro le parti meccaniche: il motore, la frizione, i freni.
Per arrivare a prestazioni così elevate è necessario studiare in base al percorso delle azioni che minimizzino il consumo del carburante (sia esso idrogeno o energia solare).
Quindi si è resa necessaria una modellazione delle dinamiche di comportamento del veicolo lungo la pista di gara per poi procedere alla stima dei consumi ed elaborare una strategia premiante.
Il software programmato dai ragazzi ottimizza i comportamenti del veicolo in pista indicando quando accendere e spegnere il motore per sfruttare in lunghi tratti l’inerzia derivata dalla propulsione senza consumare carburante.
Oggi gli studenti di Ingegneria, guidati dall’ingegner Galmarini, sperano di stabilire nuovi record nella prossima edizione europea di maggio 2011 del contest con il loro ultimo nato a pannelli solari e intanto lavorano alacremente alle loro creature, sicuri che le grandi e piccole innovazioni che hanno escogitato durante questi anni per rendere sempre più performante il loro eco-triciclo trovino applicazione anche nell’industria e nei veicoli tradizionali.
Questo eccellente prodotto rappresenta un esempio di design totale perché è pensato, progettato, prodotto e testato interamente dai giovani studenti e con un budget estremamente risicato.
Lo stesso Galmarini indica nell’approccio progettuale teso alla riduzione dei consumi e nel motore elettrico inserito direttamente nella ruota e accoppiato al sistema frenante e sterzante due possibili applicazioni industriali.
I risultati dei team italiani alle Shell eco-marathon
Allora non ci resta che fare i nostri migliori auguri al team del Politecnico di Milano per la prossima edizione della Shell Eco-Marathon del 26-28 maggio a Lausitz in Germania.
Ultime dalla Shell Eco Marathon! I risultati per il team del Politecnico sono stati molto buoni: quest’anno sono stati stabiliti nuovi record, uno dei quali nella classe E-mobility che ha debuttato in questa edizione. Il mecc-Sun del Politecnico di Milano ha corso con un prototipo alimentato a pannelli solari, stabilendo il nuovo record di categoria. Il veicolo ha percorso ben 1.108 Km con 1 solo kWh di energia.
Il Politecnico di Torino si è invece aggiudicato uno dei riconoscimenti off-track, il SKF Design Award nella categoria Urban Concept, che già aveva vinto lo scorso anno nella categoria Prototipi.
Non c’è che dire, dei risultati lusinghieri che confermano i nostri atenei in una posizione di eccellenza nella ricerca sui motori alimentati da fonti energetiche alternative!
Disclaimer: l’immagine non rappresenta in alcun modo il prototipo del Politecnico per la Shell eco-marathon
Altre informazioni
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Ultimo aggiornamento il 27 Settembre 2024 da Rossella Vignoli
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