Ricercatori di Magdeburgo attenuano i rumori delle auto elettriche con granulato di pneumatici usati

„Weil das gewohnte Motorgeräusch fehlt, treten andere Töne deutlich hervor", spiegano i ricercatori illustrando il punto di partenza del loro lavoro. A basse velocità, le auto elettriche devono addirittura generare artificialmente dei rumori, affinché pedoni o ciclisti possano percepirle.

Su cosa stanno lavorando i ricercatori

Invece di utilizzare materassini isolanti per ridurre al minimo le vibrazioni dell'elettronica di potenza, le cavità in cui si trova l'elettronica vengono riempite con un granulato. Questo viene ottenuto da pneumatici usati. Le particelle si muovono nel componente in modo simile alla sabbia in un sonaglio. In questo modo frenano le vibrazioni direttamente nel punto in cui si originano – prima ancora che si produca un suono udibile.

Hermann Rottengruber, direttore dell'Istituto per i Sistemi Mobili dell'Università Otto-von-Guericke di Magdeburgo, riassume così l'approccio: „Wir zeigen eine zusätzliche Anwendung dieses Materials in der Fahrzeugtechnik und verbinden akustischen Komfort, Leichtbau und Kreislaufwirtschaft". Rispetto ai materassini isolanti e ad altri dispositivi di protezione acustica, il granulato è leggero, non richiede spazio aggiuntivo ed è economico.

Cosa mostrano le misurazioni

In quella gamma di frequenze il team di ricerca ha potuto ottenere una netta riduzione del livello di pressione sonora. Particolarmente critica sarebbe la fascia tra 800 e 1.100 hertz. Nella gamma di frequenze particolarmente sensibile per l'orecchio umano, i ricercatori sono riusciti a ridurre i rumori di circa 6,5 decibel. In singoli componenti sono stati raggiunti quasi 10 decibel in meno, un dimezzamento del volume originale. Ciò corrisponde a una riduzione della sonorità percepita a poco più del 60 percento del valore iniziale.

„Das klingt wenig, ist aber deutlich hörbar. Es kann den Unterschied machen zwischen einem auffälligen Sirren und einem unauffälligen Hintergrundgeräusch", afferma Rottengruber a proposito dei valori misurati. Nelle cavità il granulato si distribuisce come sabbia e impedisce le vibrazioni, che possono intensificarsi all'aumentare della potenza. Il granulato evita la trasmissione ad altri componenti.

Il responsabile del progetto, Braj Bhushan Prasad, inquadra i risultati: „Die Partikel entziehen der Struktur Energie, bevor daraus störende Geräusche werden". Tuttavia, la sua densità e la dimensione dei granuli devono essere calcolate con precisione per ciascun componente. Solo allora le particelle possono essere impiegate con la massima efficacia. Prasad formula la questione di ricerca ancora aperta: „Wir müssen genau bestimmen, welche Kombination unter welchen Bedingungen am besten funktioniert".

Dalla turbina eolica all'auto elettrica

La tecnologia non è del tutto nuova: inizialmente è stata impiegata nelle turbine eoliche per smorzare le vibrazioni dei componenti. Ora i ricercatori di Magdeburgo trasferiscono il principio all'elettronica di potenza delle auto elettriche. Solo in Germania si producono ogni anno circa 50 milioni di pneumatici usati. Solo una piccola parte di quelli vecchi viene riutilizzata o ricostruita. La maggior parte viene bruciata, ad esempio, nei cementifici, oppure finisce come materassini su campi sportivi o aree giochi. Con il nuovo procedimento si aggiungerebbe un ulteriore impiego.

Oltre all'uso nelle auto elettriche, in futuro sarebbe ipotizzabile anche l'impiego in inverter o centraline elettroniche, ovunque si generino vibrazioni disturbanti nell'elettronica. A lungo termine, l'approccio potrebbe trovare applicazione ben oltre le auto elettriche – ovunque i sistemi elettrici siano esposti a vibrazioni.

Prossimi passi verso la produzione in serie

Tuttavia, la strada fino a un'applicazione nei veicoli di serie è ancora lunga. „Noch steht die Technik am Anfang", si apprende dal team di ricerca. Prima che il granulato possa essere impiegato in un modello di serie, occorrerebbe verificare in modo approfondito la durabilità nel tempo, il comportamento a lungo termine in presenza di escursioni termiche e gli effetti su altri componenti.