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La resistenza aerodinamica ha un impatto notevole sull'efficienza dei consumi del veicolo, soprattutto quando si viaggia a velocità superiori a 50 km/h. La chiave per ridurre questo impatto e abbassare i costi del carburante è capire come funziona l'aerodinamica dei camion.
Quando un camion attraversa l'aria, incontra una notevole resistenza aerodinamica, ovvero la forza esercitata dall'aria. Sebbene la resistenza dell'aria si presenti a qualsiasi velocità del veicolo, la sua relazione con la velocità non è proporzionale. Quindi, quando la velocità raddoppia, la resistenza dell'aria aumenta di quattro volte. Se la velocità triplica, la resistenza aumenta di nove volte e così via.
Ciò ha un effetto clamoroso sull'efficienza energetica di un autocarro pesante, soprattutto quando viaggia ad alta velocità in autostrada. Di fatto, la resistenza dell'aria può determinare fino a un terzo delle perdite di carburante in una tipica attività con motore diesel a lungo raggio. Per gli autocarri elettrici a batteria, le perdite di energia possono arrivare fino al 50%. L'aerodinamica di un camion ha quindi una delle maggiori influenze dirette sull'efficienza del consumo di carburante e, a propria volta, sull'impatto ambientale.
Per ridurre l'impatto della resistenza dell'aria, è importante ritardare o ridurre al minimo la separazione del flusso d'aria. Si tratta del momento in cui uno strato del flusso d'aria si stacca dalla superficie del veicolo e diventa altamente turbolento. Prima avviene tale distacco, quando maggiore è la scia dietro al veicolo, tanto maggiore è la resistenza alla pressione.
Un modo per ridurre la separazione del flusso d'aria è sigillare, laddove possibile, le intercapedini nella parte anteriore del camion. Gli angoli anteriori, in particolare, rappresentano un'area sensibile in cui anche piccole intercapedini possono causare il distacco dell'aria, determinando un impatto significativo sul flusso d'aria complessivo.
"Quando il flusso d'aria si avvicina all'angolo di un camion, lo si può immaginare come la giostra di un luna park. Bisogna tenersi forte per rimanere sul percorso curvo. Per il flusso d'aria è la stessa cosa, tranne per il fatto che non ha le mani per aggrapparsi a una superficie come facciamo noi. Per rimanere aderente, l'aria deve usare una bassa pressione", afferma Anders Tenstam, Technology Specialist Aerodynamics, Volvo Trucks.
La chiusura delle intercapedini nella parte anteriore del camion apre inoltre altre aree di miglioramento, come estensioni degli sportelli più lunghe per ridurre il vuoto nella pedana. Ciò ritarda la separazione del flusso, poiché l'aria ha una superficie piana a cui aderire.
Lo stesso principio si applica alle svasature dei parafanghi che riducono lo spazio sopra la ruota. Anche gli specchietti dei camion possono essere migliorati con linee curve e fori più piccoli, mentre delle telecamere al posto degli specchietti veri e propri riducono l'area anteriore del veicolo, con conseguente riduzione della resistenza aerodinamica.
Guardando al futuro, è essenziale che i camion siano il più possibile efficienti dal punto di vista energetico e i progressi aerodinamici avranno un ruolo importante da svolgere.
Il deflettore sul tetto è il dispositivo aerodinamico più importante per la riduzione del consumo di carburante. Dipende dal tipo di attività, ma molte aziende di autocarri traggono vantaggio da un deflettore sul tetto, a condizione che sia selezionato e montato su misura per la configurazione del rimorchio. Garantire l'altezza ottimale è fondamentale: recenti scoperte basate su simulazioni presso Volvo Trucks indicano che può risparmiare dal due al sei percento* di carburante, se impostata correttamente.
Il tipo di rimorchio utilizzato nelle attività quotidiane ha inoltre un impatto sul funzionamento degli accessori aerodinamici e sulla quantità di carburante o energia che si può risparmiare. Ad esempio, in una combinazione, le simulazioni mostrano che il deflettore del tetto della cabina e i deflettori laterali della cabina possono ridurre il consumo di carburante fino al 4-5%* in una tipica attività a lungo raggio.
Per attività con diversi tipi di configurazioni del rimorchio, la quantità di carburante che è possibile risparmiare varia, ma il tetto della cabina e i deflettori laterali hanno comunque un impatto positivo. Ciò è dovuto al fatto che quando il flusso d'aria viene rilasciato dal retro della cabina, viene risucchiato nello spazio tra la cabina e il carico, creando una notevole resistenza dell'aria. Per proteggere un carico non aerodinamico da questo flusso d'aria, sono essenziali deflettori sul tetto e laterali correttamente posizionati.
I progressi nelle simulazioni virtuali hanno aperto nuove possibilità per la visualizzazione e l'analisi del comportamento del flusso d'aria e dell'aerodinamica dei camion. I parametri di simulazione possono essere facilmente regolati ed eseguiti più e più volte in un breve arco di tempo. Ciò ha accelerato il processo di verifica e i tempi di consegna dei miglioramenti aerodinamici da immettere sul mercato.
"È un campo frenetico e in continua crescita. Ora è possibile entrare in qualunque dettaglio desiderato del camion per acquisire conoscenze sul flusso d'aria e migliorare le prestazioni aerodinamiche", afferma Mattias Hejdesten, Engineering Specialist Aerodynamics, Volvo Trucks.
Il recente aggiornamento della legislazione UE su peso e dimensioni degli autocarri, eliminando il limite di lunghezza totale di 16,5 metri, ha inoltre consentito una maggiore libertà in termini di ottimizzazione della forma aerodinamica all'esterno dell'autocarro.
"Tutto ciò ha cambiato il modo in cui i produttori di autocarri lavorano con l'aerodinamica e le aziende di autocarri possono aspettarsi di vedere ulteriori modifiche al design in futuro", afferma Mattias Hejdesten.
Inoltre, l'aerodinamica non riguarda più solo la riduzione del consumo di carburante. Si tratta di aumentare l'efficienza energetica, a prescindere dal tipo di carburante utilizzato dal camion, per ridurre l'impatto ambientale.
Una migliore aerodinamica è particolarmente importante per gli autocarri elettrici a batteria, che hanno meno energia disponibile. Fare le scelte giuste in merito agli allestimenti e considerare il design aerodinamico quando si definiscono le specifiche del camion con il proprio fornitore risulta quindi uno dei modi principali per ottimizzare i percorsi e incrementare l'autonomia.
"Mentre guardiamo al futuro, è essenziale che i camion abbiano la massima efficienza possibile in termini di consumo energetico, mentre i progressi nell'aerodinamica avranno un ruolo importante da svolgere", afferma Anders Tenstam.
Quando il flusso d'aria incontra un angolo del camion, pensa ad esso come una giostra che gira. È necessario aggrapparsi per rimanere sul percorso curvo. E 'lo stesso per il flusso d'aria, ad eccezione del fatto che non ha le mani per aggrapparsi ad una superficie come facciamo noi.
*Sulla base di una tipica attività con motore diesel a lungo raggio e di una configurazione rimorchio standard, oltre a numerose simulazioni virtuali e ricerche condotte da Volvo Trucks. Il consumo effettivo di carburante può variare in base a molti fattori quali la velocità di guida, l'uso del cruise control, le caratteristiche e il carico del veicolo, la topografia reale, l'esperienza del conducente, la manutenzione del veicolo e le condizioni meteorologiche.
