Parliamo spesso di emissioni inquinanti e di veicoli elettrici, che inquinano meno dei convenzionali motori a benzina e diesel. L’ambiente però non è inquinato solo dai gas di scarico, ma anche dalle particelle che, nel settore dei trasporti, vengono prodotte anche da pneumatici e freni. Il Centro Aerospaziale Tedesco (Deutsches Zentrum für Luft- und Raumfahrt – DLR) sta attualmente sviluppando e testando un nuovo concept di veicolo innovativo nell’ambito del progetto Zero Emission Drive Unit – Generation 1 (ZEDU-1).

Lo scopo è evitare le emissioni di queste particelle inquinanti, o almeno ridurle il più possibile. Un obiettivo che, combinato con energia presa da fonti rinnovabili e sistemi di propulsione elettrica, può rendere la mobilità quasi completamente priva di emissioni. Il leader del progetto e scienziato DLR Franz Philipps ha dichiarato: “Ci stiamo concentrando su componenti che in passato hanno ricevuto poca attenzione. Pensiamo a un sistema di frenata privo di emissioni e alla raccolta e assorbimento di materiale che proviene dall’usura degli pneumatici”.

Zero emissioni dai freni e dagli pneumatici

L’abrasione degli pneumatici su strada è responsabile di oltre un quarto delle emissioni di microplastiche in tutto il mondo. Quando piove, queste minuscole particelle entrano nel sistema di drenaggio e quindi nel ciclo dell’acqua. Solo in Germania, ciò equivale a circa 110.000 tonnellate di materia all’anno. La frenata provoca anche l’abrasione dei dischi e delle pastiglie dei freni. Oltre il 90% dei detriti risultanti assume la forma di particelle ultrafini, considerate dannose per l’ambiente e la salute umana, poiché possono penetrare in profondità nei nostri apparati respiratori.

“Date queste cifre, ci siamo posti degli obiettivi ambiziosi. Vogliamo prevenire del tutto l’abrasione dei freni e ridurre quella degli pneumatici”, afferma Philipps. “È importante che il nostro concept sia altamente efficace e quanto più compatto, versatile e adatto all’uso quotidiano. Ciò consentirà di applicare il sistema direttamente ad automobili, veicoli commerciali e persino al trasporto ferroviario”.

Le nuove tecnologie

Il team sta lavorando alle nuove tecnologie: “Stiamo togliendo i freni dalla ruota e li integriamo nella trasmissione”. Sta studiando e combinando diversi concept per i sistemi di frenata. Uno di questi è un tipo speciale di freno a disco, che funziona meccanicamente e agisce come un sistema chiuso, raccoglie le particelle dei freni che si formano nel circuito dell’olio ed è in grado di filtrarle.

Un altro progetto riguarda i freni a induzione, esenti da usura, usano la forza dei campi magnetici per generare un effetto frenante. Un passaruota di nuova concezione ha inoltre lo scopo di ridurre al minimo l’usura degli pneumatici, con una forma aerodinamica che crea una pressione negativa durante la guida. Qualsiasi usura si verifica quindi in una posizione specifica e le particelle risultanti vengono assorbite da un sistema di filtri.

Nel corso del progetto, i partner hanno allestito i componenti di nuova concezione integrandoli in un veicolo di prova appositamente costruito. Sono stati eseguiti quindi test drive su strade normali per determinare quanto i nuovi componenti siano in grado di ridurre le emissioni di particelle inquinanti. Per questi test, i ricercatori stanno lavorando a fianco del DLR Institute of Combustion Technology, con sede a Stoccarda, che possiede tecnologie e strumenti di misurazione all’avanguardia e un veicolo di misurazione mobile, in grado di rilevare le particelle fino alla gamma ultrafine. Le analisi si concentreranno sulla quantità totale di emissioni e sulla distribuzione dimensionale delle particelle.

Il prototipo è stato presentato per la prima volta al pubblico al Karlsplatz a Stoccarda. I dettagli tecnici dell’auto di prova hanno realmente impressionato i visitatori. Gli ospiti hanno potuto scoprire tutte le caratteristiche innovative della tecnologia alla base della ZEDU-1 e il modo in cui è in grado di ridurre l’impatto ambientale dell’auto.