Quando pensiamo al consumo di carburante della nostra automobile, ci viene in mente il motore, la cilindrata, la potenza, forse il peso del veicolo, ma non l’aria che dobbiamo spostare. Eppure, a velocità sostenute, è proprio l’aria a diventare il principale ostacolo al suo movimento: ogni veicolo deve utilizzare l’energia del carburante per “spostare” l’aria che incontra, e più và veloce, più questo sforzo cresce. E non in proporzione lineare.
La resistenza aerodinamica (la forza che l’aria da “spostare” oppone al movimento di un veicolo) aumenta infatti con il quadrato della velocità: raddoppiare la velocità non raddoppia lo sforzo ma lo quadruplica!
Fino a 50km/h la resistenza aerodinamica ha un effetto molto modesto, i principali consumi di energia sono dati dalle accelerazioni, dal peso del veicolo, dall’attrito degli pneumatici e da quelli meccanici.
A 70 km/h, inizia a far sentire la sua presenza. A 90/100 km/h la situazione cambia del tutto: circa metà dell’energia consumata dal motore serve a vincere la resistenza dell’aria. Oltre queste velocità diventa il fattore dominante: a 130 km/h, gran parte del consumo di carburante non serve a muovere l’auto, ma a farsi spazio nell’aria.
Prendiamo i dati dichiarati dalle case automobilistiche: a velocità extraurbane - intorno ai 70–90 km/h - la maggior parte delle auto si colloca tra i 20 e i 23 km per litro. Ma a 130 km/h gli stessi veicoli scendono tra i 10 e i 16 km per litro.
La perdita è significativa, ma non è uniforme: un’auto compatta può passare da 25 a 15 km/l, mentre un SUV grande può scendere da 18 a poco più di 10 km/l. A basse velocità, le differenze tra i diversi veicoli restano contenute, mentre ad alte velocità, si amplificano. Qui si possono consultare i consumi a diverse velocità di 30 veicoli in ordine crescente.
Le differenze sono causate in gran parte dalla “forma” del veicolo, dal suo “Cx”. Il coefficiente aerodinamico (Cx o Cd nella formula matematica) misura infatti quanto un veicolo “resiste” all’aria (nel link una tabella con i coefficienti di varie forme geometriche).
Valori più bassi indicano forme più adatte a vincere la resistenza dell’aria: una berlina moderna ha un Cx intorno a 0,23–0,28, mentre un SUV 0,30–0,35: una differenza minima, ma ad alte velocità determinante.
E più la velocità aumenta, più questo numero conta.
Per ridurre i consumi di un veicolo i produttori lo disegnano in modo da abbassare il CD/CX, (in particolare su alcuni modelli) o aggiungendo elementi quali gli “spoiler” (in particolare sui mezzi pesanti). Ma ancora più importante è abbassare la velocità: influendo “alla potenza di 2” nelle tratte extraurbane la velocità diventa il “fattore” principale.
Un esempio pratico: ipotizziamo un abbassamento dei limiti di velocità (che sia di libera scelta “consapevole” o che venga imposto per legge) per ridurre il consumo di carburanti.
Sul viaggio autostradale Milano–Roma, circa 570 km, una utilitaria moderna può consumare intorno ai 20 km per litro a 100 km/h e circa 15 km per litro a 130 km/h.
Questo significa passare da circa 28,5 litri a quasi 38 litri di carburante: -25%
A 130 km/h, il tempo è di circa 4 ore e 30 minuti, a 100 km/h, lo stesso viaggio richiederebbe circa 5 ore e 40 minuti: +20%. Su un SUV medio-grande, lo stesso viaggio può richiedere circa 38 litri a 100 km/h e 52 litri a 130 km/h. La differenza, a causa dell’aerodinamica supera i 14 litri di carburante (+29%), con un contenuto di energia pari a 140 kWh!
Un’ora in più di viaggio per risparmiare quasi un terzo di carburante: rimane solo da decidere (personalmente e socialmente) se è maggiore la fretta o il bisogno di contenere i consumi (ed il relativo impatto ambientale).
Pensiamoci.
