Car design: tecnologia ispirata alla natura

Klaus Millerferli tiene tra le mani la coppa dell'ammortizzatore della nuova Mercedes EQXX. La parte metallica, senza forma o struttura definita, sembra più un bidone della spazzatura che un componente all'avanguardia. Vedendolo, difficilmente si può credere che sia destinato a fungere da supporto per l'asse anteriore del sofisticato modello elettrico.

Tuttavia, il capo del concetto Vision EQXX culla il casting in mano con il massimo apprezzamento ed è soddisfatto del suo peso ridotto e della sua forma aerodinamica. Perché non solo è estremamente stabile, ma pesa anche quattro chili in meno rispetto a un componente convenzionale.

«L'abbiamo costruita prendendo la natura come modello», afferma l'ingegnere. Non è emerso da un tavolo da disegno, ma è stato sviluppato con lo stesso software utilizzato per generare i mostri dei giochi per computer. Non è stato disegnato, il pezzo è cresciuto come uno scheletro. Il componente è estremamente stabile nei punti cruciali, ma non necessita di materiale in eccesso da nessuna parte ed è quindi particolarmente leggero, secondo l'esperto.

Millerferli segue quindi una tendenza attualmente molto popolare tra gli sviluppatori di automobili. Nella lotta per il minor peso possibile e la massima autonomia, si ispirano alla natura. Questo approccio è particolarmente evidente nel concetto Mission R, con cui Porsche sta plasmando l'auto da corsa elettrica del futuro.

Invece di costruire un telaio e poi coprirlo con un corpo, la due posti ha uno scheletro in carbonio con segmenti trasparenti che consentono viste molto insolite verso l'interno e l'esterno, soprattutto sul tetto. Questo cosiddetto esoscheletro non è solo particolarmente leggero e stabile, ma ha anche un aspetto spettacolare, afferma il designer Peter Varga.

Anche prima di Porsche, la società tedesca EDAG ha presentato il prototipo Genesis nel 2014, con un corpo completamente stampato in 3D ispirato alla biologia di un guscio di tartaruga.

Un altro esempio è l'auto sportiva a due posti del Fraunhofer Institute for Manufacturing Engineering and Automation (IPA), con sede nella città tedesca di Stoccarda. Per garantire che rimanga davvero al di sotto dei 500 chili e offra comunque una protezione sufficiente contro gli incidenti, il corpo del modello è stato ispirato al cranio del rettile marino «Simosaurus».

Oltre alla costruzione leggera e alla sicurezza, è soprattutto l'aerodinamica che si ispira alla natura. «Perché quando si parla di resistenza all'aria, l'evoluzione ha già prodotto alcune forme sensazionali», afferma Teddy Woll, capo della galleria del vento del consorzio tedesco Daimler.

Tuttavia, ci sono anche dei limiti, soprattutto nel conflitto tra aerodinamica ed estetica, ammette Woll, e allude al pesce scatola, che è diventato un modello per l'auto bionica presentata dalla Mercedes nel 2005.

Con un coefficiente di resistenza aerodinamica di Cw 0,19, il pesce è particolarmente aerodinamico e il modello ispirato ad esso è incredibilmente efficiente. Tuttavia, era improbabile che la sua forma piacesse al grande pubblico. Il prototipo sperimentale è stato scartato molto tempo fa dalle sale dei progettisti.

Per quanto nuove siano queste idee, la bionica è qualcosa di vecchio. Che si tratti di automobili, aviazione o elettrodomestici, la natura è servita da modello per progressi pratici da tempo immemorabile.

Uno degli esempi più popolari del trasferimento della natura in fabbrica è il cosiddetto effetto fiore di loto, con il quale le foglie della pianta sono protette dallo sporco. Facendo uso di questa proprietà, i produttori di vernici renderanno presto superflui gli autolavaggi e i produttori di pneumatici vorranno mantenere puliti i fianchi dei loro pneumatici.

Ma non sono solo i fiori a ispirare i ricercatori. Anni fa, gli ingegneri della BMW bavarese hanno esaminato da vicino la pelle dello squalo. Ha profili speciali che riducono la resistenza all'attrito fino al tre percento. L'idea: se questi profili vengono trasferiti su un foglio e incollati alla lamiera, anche il consumo di carburante potrebbe essere ridotto.

Il produttore ha finito per abbandonare l'idea, ma continua a cercare soluzioni a nuove sfide tecnologiche in altri settori, compresa la bionica: «La bionica è una fonte di ispirazione e offre possibili soluzioni», afferma Julia Jung, portavoce BMW.

dpa