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per viaggi in auto silenziosi

La ricerca di viaggi in auto più silenziosi ha portato a risultati sorprendenti 

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Rolls-Royce sosteneva che per essere trasportati in comfort totale l'unico rumore che i passeggeri dovrebbero udire è il ticchettio dell'orologio del cruscotto. Il ticchettio dell'orologio fa parte ormai del passato, ma la sfida per rendere le automobili silenziose è ancora viva oggi. In effetti un viaggio in cui si fatica a farsi sentire non è proprio divertente. Inoltre, la rumorosità del traffico è considerato una forma di inquinamento per chi abita nei pressi di strade trafficate o in città. Si tratta perciò di un problema molto delicato.  

I rumori generati dall'auto derivano sia dal motore che dagli pneumatici. Di recente però, ci si è occupati ampiamente di nuove modalità per ridurre il rumore generato dagli pneumatici. Il motivo è molto semplice, come ci spiega il Professore Ulf Sandberg, Senior Research Scientist presso il VTI (Istituto nazionale di ricerca su strada e trasporti della Svezia), che ha addirittura scritto un libro sull'argomento . “In un'auto elettrica, l'unico rumore che si sente è quello della strada e degli pneumatici”, spiega. “Il motore potrebbe generare un qualche ronzio, ma il rumore maggiore è creato dagli pneumatici.”

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Una buona parte di questo rumore è creato dalla pressione dell'aria che viene compressa o immessa ("pompata") nel battistrada quando la ruota gira. Nella maggior parte degli pneumatici le scanalature del battistrada attraversano lo pneumatico sia in lungo che in largo.  Quando la gomma viene in contatto con la strada, l'aria compressa nei canaletti lunghi viene spinta all'esterno attraverso la larghezza del battistrada, dando così origine al caratteristico rumore. Essa funge da eccellente amplificatore della cacofonia creata dal contatto tra pneumatico e strada. Gli pneumatici più rumorosi generano circa 70 decibel (dB) di rumore, e su strade in condizioni non ottimali il valore può aumentare notevolmente.

Alcuni pneumatici sono famosi perchè sono particolarmente rumorosi. Uno di essi, che era ampiamente utilizzato nel Nord America negli anni '70, fu battezzato “Singing Sam” a causa del rumore caratteristico e a tratti divertente che generava durante la guida.

Imparando… dalle capre
I produttori di pneumatici sperimentano da lungo tempo diversi tipi di battistrada per mitigare questo effetto e in alcuni caso hanno ottenuto buoni risultati. Di recente un gruppo di ricercatori cinesi ha inserito delle minuscole protuberanze lungo i bordi del battistrada in grado di interrompere il flusso dell'aria e limitare perciò l'effetto di "pompaggio". Kumho è addirittura arrivato ad utilizzare tipi di battistrada modellati sulle impronte degli zoccoli delle capre di montagna per rendere gli pneumatici più silenziosi e aumentare la tenuta dei veicoli fuoristrada. Altri hanno creato dei piccoli spazi vuoti e pori nella gomma sotto lo strato del battistrada per ovviare al problema.

Pirelli sta invece facendo delle prove con i modelli di battistrada. I suoi recentissimi P Zero destinati ai veicoli Prestige e Premium sono dotati di un maggior numero di scanalature e di fessure più ampie e profonde in superficie. Ciò garantisce maggiore aderenza e una frenata più sicura e stabile sul bagnato, oltre a ridurre il rumore percepito all'interno dell'auto. Le scanalature longitudinali sono disposte in sequenza appositamente disordinata per mitigare il rumore generato dal flusso d'aria e distribuire il rumore su diverse frequenze, minimizzandone così il volume.

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Il Professor Sandberg, però, che collabora anche con l'Unione Europea per standardizzare le misurazioni del rumore creato dagli pneumatici, afferma che esistono anche altre fonti di rumore. La cavità all'interno dello pneumatico in gomma e il cerchio in metallo risuonano a frequenze molto simili, ad un livello tale da agire da potenti amplificatori. Questo fenomeno è spesso udibile all'interno dell'abitacolo.

Per eliminare l'origine del rumore alcuni produttori di pneumatici, tra cui Pirelli, Falken e Continental, hanno rivestito la cavità interna contenente aria con un espanso in poliuretano o altro materiale che funge da pannello acustico, impedendo la risonanza. Il Pirelli Noise Cancelling System garantisce una riduzione del rumore compresa tra 2 e 3dB. 

Il prezzo della moda 
Non dobbiamo dimenticare inoltre il ruolo delle tendenze della moda. “Negli ultimi anni si è diffuso l'utilizzo di pneumatici molto larghi, che sono pertanto diventati sempre più ampi,” spiega il Professor Sandberg. “Alcuni pensano che gli pneumatici larghi abbiano un aspetto molto sportivo.

“Questa novità è stata positiva sotto molti punti di vista, ma essa non presenta alcun vantaggio in termini di resistenza al rotolamento, allo slittamento e rumore.  È un requisito dettato dall'aspetto fisico dello pneumatico.”

Le auto che montano pneumatici più sottili con misure maggiori assicurano prestazioni migliori sotto tutti gli aspetti, spiega sempre il professor Sandberg. Il suo gruppo di ricerca presso il VTI ha provato a mettere in pratica queste idee, creando uno pneumatico sottile, ampio e resistente che unisce cerchio e pneumatico in un unico pezzo. Un sottile strato di gomma del battistrada viene fatto aderire allo strato esterno della ruota così formata per assicurare la tenuta. Le prove eseguite presso il VTI hanno dimostrato una resistenza al rotolamento molto ridotta e livelli di rumore inferiori di circa 10dB rispetto agli pneumatici tradizionali, con l'ulteriore vantaggio della resistenza alla foratura. 

La ridotta resistenza al rotolamento e lo spazio attorno al centro della ruota potrebbero risultare utili anche per le auto elettriche, aggiunge il Professor Sandberg. Infatti la bassa resistenza al rotolamento significa che le auto elettriche possono essere utilizzate per un tempo maggiore senza dovere essere ricaricate. Inoltre, si potrebbero inserire dei piccoli motori elettrici all'interno di ciascuna ruota per sostituire l'unica fonte di energia che le auto elettriche alimentate a batteria utilizzano correntemente. Ciò contribuirebbe, oltre a ridurre le emissioni e a incrementare l'efficienza energetica, anche a risparmiare spazio e peso, fattori essenziali per le auto che funzionano grazie all'alimentazione a batteria piuttosto che a carburante.

Come visto il rumore generato dai pneumatici è influenzato da diversi fattori di cui tener conto:

  • Pressione dei pneumatici: come sottolineato dal dottor Sandberg, il rumore generato dai pneumatici è causato dall'aria che viene compressa nel battistrada. Quando la ruota gira il rumore provocato dall'attrito della gomma con il manto stradale viene amplificato dall'aria contenuta al suo interno.
  • Condizione del manto stradale: le condizioni del manto stradale sono un altro fattore importante che contribuisce a incrementare il rumore percepito durante la guida. Un manto stradale dissestato aumenta infatti l'attrito con la gomma e quindi il volume in decibel del rumore rispetto a un manto stradale soggetto a periodica manutenzione.
  • Condizioni atmosferiche: può sembrare banale, ma anche le condizioni atmosferiche incidono sul comfort acustico del viaggio. In condizioni di neve o asfalto bagnato l'attrito tra gomma e manto stradale si riduce riducendo di pari passo anche il rumore percepito dal guidatore.
  • Velocità, peso e classe del veicolo: sono tutte caratteristiche che incidono sull'attrito tra gomma e manto stradale e di conseguenza sul rumore generato dai pneumatici.
  • Tipo di pneumatici: di regola più uno pneumatico ha una mescola morbida e spazi chiusi nel design del battistrada più la gomma tenderà a essere silenziosa e a favorire un maggior comfort sonoro. Per effettuare un confronto tra diversi pneumatici si può consultare l'etichetta europea che riporta il valore espresso in decibel della gomma e ne uniforma i giudizi a uno standard comune. Proprio a causa della mescola e del battistrada con cui sono realizzati i pneumatici invernali, pur garantendo una maggior sicurezza stradale, tendono a essere più rumorosi dei pneumatici estivi e di quelli utilizzabili in tutte le stagioni.

I vantaggi della tecnologia PNCS

Dopo una lunga fase di test, Pirelli ha presentato al Salone dell'Auto di Parigi i suoi nuovi pneumatici con tecnologia PNCS, un acronimo di "Pirelli Noise Cancelling System". Questo nuovo sistema consente di ridurre di 2-3 decibel la rumorosità delle cavità di ogni pneumatico montato sulla vettura, permettendo quindi di ridurre di un terzo il rumore provocato dall'attrito delle gomme con il manto stradale rispetto ai pneumatici convenzionali: il modo migliore per ottenere il massimo comfort di guida.

 

 

 

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