Studi nella tempesta

Siamo all'interno di uno dei laboratori di prova top-secret di Volvo Cars. Un edificio in metallo grigio acciaio, nell'ala est del vasto sito industriale sull'isola di Hisingen, ospita la leggendaria galleria del vento dell'azienda, dove circa 20 persone lavorano in rigorosa segretezza. Per due o tre anni testano e analizzano i nuovi modelli di auto, dai primi prototipi in argilla fino al prodotto finito.

La galleria era già all'avanguardia quando è stata inaugurata nel 1986. Da allora, è stata ristrutturata e riprogettata più volte per rimanere all'avanguardia. Oggi è una delle gallerie del vento più avanzate al mondo, che consente di simulare l'impatto di un veicolo su velocità del vento fino a 250 km/h e temperature fino a 60 gradi C. L'ampio bilanciamento a pavimento consente di misurare le forze direzionali X-Y-Z e di studiare le variazioni della resistenza dell'aria.

"È unica nel suo genere essendo sia una galleria del vento aerodinamica che una galleria climatica riscaldata. Siamo stati anche i primi a costruire un sistema che fornisce un quadro più preciso della resistenza dell'aria. Circa il 25% della resistenza dell'aria si verifica intorno alle ruote, quindi essere in grado di misurarla è fondamentale", afferma Daniel Strömberg, supervisore della galleria del vento di Volvo Cars.

I test aerodinamici sono diventati sempre più importanti nell'industria automobilistica. Oggi stiamo compiendo un passo fondamentale per ridurre le emissioni e il consumo di combustibili fossili e costruire veicoli sicuri ed equilibrati sulle strade. Poiché i veicoli a benzina e diesel vengono sempre più sostituiti dai veicoli elettrici, anche una leggera modifica del design per ridurre la resistenza dell'aria di pochi punti percentuali può significare un'enorme differenza nell'autonomia di viaggio.

"I test condotti nella galleria del vento sono uno strumento incredibilmente potente per ottimizzare i veicoli. Ricordo una casa automobilistica che non aveva un'ala sul bagagliaio, il che rendeva l'auto instabile alle alte velocità", dice Daniel mentre preme il pulsante su un modello in scala della galleria, che mostra come l'aria si muove attraverso le alette di guida fino a una figura LEGO che tiene una bandiera che ondeggia sotto l'effetto del vento.

Stava progettando di diventare un ingegnere aeronautico, ma gli attacchi dell'11 settembre segnarono la fine dell'industria aeronautica. Fortunatamente, Daniel lavora con Volvo Cars da 20 anni, dei quali gli ultimi 15 nella galleria del vento. Lo descrive come il miglior lavoro al mondo, con compiti che spaziano dallo sviluppo di servizi e metodologie alla dimostrazione della galleria a chiunque, da alunni delle scuole a investitori.

"La galleria è presidiata dalle 06.00 a mezzanotte dal lunedì al giovedì e il venerdì e il sabato siamo operativi dalle 06.00 alle 18:00. Questo ci dà un totale di 96 ore di test a settimana e siamo praticamente al completo. Quando non testiamo i nostri veicoli, siamo aperti alle richieste di altri marchi automobilistici, di sciatori di velocità, di ciclisti agonisti o di test ai semafori. E la rock band Europe ha girato un video musicale qui!"

Una visita all'interno dell'ambiente di prova è come essere catapultati in un set cinematografico di fantascienza. La galleria, lunga 165 metri, si snoda ad anello e all'interno si trova una ventola rossa e nera, alta 8,15 metri con pale in fibra di carbonio. Il vento generato dalla ventola è turbolento, quindi viene fatto passare attraverso una serie di camere, strutture e schermi a rete per abbattere ogni vortice ottenendo così un flusso d'aria regolare e laminare. Infine, il vento raggiunge l'ultima camera, nota come 'la contrazione'.

"All'interno della contrazione, la velocità del vento aumenta di sei volte. Se facciamo funzionare la ventola alla sua velocità massima, raggiungiamo i 250 km/h nella sezione di prova, che equivalgono a 70 m/s, il che significa un uragano fortissimo. Il veicolo è ancorato a cinghie d'acciaio e alla bilancia che misura le forze aeree. La bilancia è incredibilmente sensibile: ci si potrebbero pesare sopra gli ingredienti per fare un pan di Spagna", dice Daniel.

Oltre ai test aerodinamici, la struttura esegue anche test climatici. Con l'aiuto di un colossale scambiatore di calore e di un simulatore solare, si possono replicare la guida nei deserti più caldi, ma anche il modo in cui un veicolo è influenzato da varie sostanze contaminanti e inquinanti.

"Pioggia, neve, polvere, sporcizia: testiamo tutto ciò che incide sulle prestazioni stradali di un veicolo", afferma Daryosh Farin, Contamination Control Engineer di Volvo Cars, "ci assicuriamo che lo sporco non raggiunga la maniglia della porta e che la visuale attraverso il vetro della porta non sia oscurata durante la guida sotto la pioggia. Se il cliente non si accorge di nulla, significa che abbiamo fatto un buon lavoro".

Il sistema di terra mobile della galleria è un altro fattore importante. Quattro cinghie piatte in acciaio fanno girare tutte le ruote, mentre un rullo al centro simula il terreno e, mentre si muove, aspira l'aria sotto il veicolo. Misurare il vento con le ruote che girano, rispetto a farlo con le ruote ferme, fa una grande differenza.

"Otteniamo un quadro molto più realistico perché possiamo misurare sia la resistenza al rotolamento che la forza necessaria per azionare le ruote e tutto ciò che le accompagna. Possiamo anche frenare l'auto per simulare pendenze ripide o traini pesanti, in modo da mettere alla prova i sistemi di raffreddamento", spiega Max Sundén, specialista in efficienza energetica di Volvo Cars.

Tutti i risultati vengono attentamente analizzati e confrontati con test eseguiti sia su modelli computerizzati che nel mondo reale. Poi si mette insieme un gigantesco puzzle di dati. Un solo giorno nella galleria del vento può comportare 100 configurazioni diverse, e i test su un nuovo modello vengono condotti per diversi anni.

"In media, riduciamo la resistenza aerodinamica del veicolo di oltre il 10%. Per i veicoli elettrici, questo aspetto è ancora più determinante perché se si guida a 120 km/h, due terzi della carica della batteria vengono consumati dalla resistenza aerodinamica. In questo campo, lavoriamo a stretto contatto con il team di progettazione: potrebbero esserci piccoli dettagli, come il contorno delle luci posteriori o degli specchietti retrovisori esterni, che necessitano di essere regolati", spiega Kaveh Amiri, ingegnere aerodinamico di Volvo Cars.

Stiamo per sperimentare la galleria del vento in pratica. Daniel dà un segnale alla sala di controllo e scatta un allarme. Sentiamo un rombo sommesso, dopo il quale una leggera brezza aumenta rapidamente fino a diventare una pressione costante tra le pareti. Il vento soffia a soli 30 km/h, circa 9 m/s, ma il flusso compatto fa sì che sembri di più.

I nostri capelli volano verso l'alto, la carta vola via. "Puoi resistere a 70 km/h, ma dovrai assicurarti con funi di sicurezza", grida Daniel, con la barba che svolazza al vento. "Se accendiamo la ventola al massimo, funziona a circa 10 MW all'ora, che è il consumo annuale di una piccola casa unifamiliare in Svezia, ma i test consentono anche di risparmiare un'enorme quantità di energia. Personalmente, non ne ho mai abbastanza della galleria. Seguire e valorizzare un nuovo veicolo fin dal primo schizzo è una vera emozione".