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Intermodalità pubblico-privato per la mobilità urbana

Megalopoli - J.Gary Smyth
Megalopoli - J.Gary Smyth

di Maurizio Romanazzo, Giovanni Pede – L’attuale modello di mobilità urbana è insostenibile e lo sarà sempre più per la crescita della popolazione nelle aree urbane prevista per i prossimi decenni. L’intermodalità tra city-car e mezzi pubblici ad emissioni zero potrà essere una soluzione per la mobilità urbana del futuro contemperando esigenze individuali con necessità collettive

 

Si parla tanto di mobilità e trasporti urbani sostenibili, ma che significa in concreto? I requisiti fondamentali da soddisfare dovrebbero essere almeno i seguenti:

• potersi muovere secondo le proprie esigenze;

• muoversi con tempi e costi ragionevoli;

• avere impatti limitati sull’ambiente urbano e sulla qualità dell’aria ed evitare danni aggiuntivi alla salute;

• limitare i consumi di fonti energetiche non rinnovabili.

A fronte però di tanto parlare di interventi per una mobilità sostenibile, chi vive nelle aree metropolitane sperimenta quotidianamente l’acuirsi dei problemi di sempre: aumento della congestione, inquinamento elevato, consumi di combustibile e costi crescenti che pesano sulle tasche dei cittadini. Attualmente in Italia l’uso dell’autovettura privata nel solo ambito urbano è responsabile almeno del 10% di tutti i consumi energetici nazionali. Il traffico medio attuale è oltre il 30% maggiore di quello del 1990 ed i consumi energetici e le emissioni di gas serra sono cresciuti con un tasso medio annuo del 3%, con una lieve inversione di tendenza negli ultimi due anni dovuta soltanto alla crisi economica. Il problema non è italiano ma globale e destinato ad acuirsi.

Popolazione e inquinamento in crescita

Nei prossimi decenni è prevista una crescita della popolazione mondiale che si concentrerà nelle aree urbane; proiezioni al 2030 ipotizzano che il 60% della popolazione vivrà nelle aree urbane, dove si concentrerà l’80% della capacità di consumo (e quindi di ingresso di merci e smaltimento dei rifiuti). Parallelamente si assiste, nelle società avanzate, ad un progressivo allargamento delle aree metropolitane, con una dispersione sul territorio delle residenze urbane: nell’ultimo decennio quasi tutte le grandi città hanno perso popolazione a vantaggio delle aree periferiche (a Roma ad un ritmo di circa 10.000 abitanti l’anno) ed attualmente un terzo degli impiegati dell’Unione è pendolare. Sempre un numero maggiore di persone avrà quindi la necessità di muoversi in aree ad alta concentrazione abitativa e tenderà ad utilizzare mezzi confortevoli di trasporto privilegiando per quantopossibile il mezzo individuale. Quali soluzioni possono essere messe in atto? Il potenziamento delle infrastrutture stradali urbane ha generalmente scarsi margini (anzi è stato spesso causa del peggioramento della situazione), essenziale è il potenziamento delle linee di trasporto pubblico elettrico accanto ad interventi di gestione della domanda di mobilità (tra cui road pricing vedi esempio di Singapore) e alla valorizzazione delle modalità di trasporto ciclopedonali (bike sharing a Parigi, piste ciclabili dedicate a New York); naturalmente è fondamentale la sostituzione del parco privato attuale con veicoli ad emissioni zero o comunque molto basse.

Nuove funzioni urbane e nuove modalità di spostamento

Non sembra comunque possibile risolvere il problema alla base senza profonde modifiche dell’attuale modello strutturale ed organizzativo delle città: insomma non è solo un problema di disporre di infrastrutture più adeguate ed efficienti, di tariffe o della diffusione di veicoli a basso impatto ma anche e soprattutto un problema di ridefinizione delle funzioni urbane e dell’affermarsi di nuove modalità del muoversi nella città. Mentre è impossibile una rinuncia alla motorizzazione privata, anche perché nelle aree periferiche o in certe fasce orarie l’alternativa del trasporto pubblico è improponibile, non è parimenti immaginabile una escalation del modello di mobilità urbana attuale; a parte il problema dell’inquinamento che potrebbe essere risolto con la diffusione di veicoli ibridi ed elettrici, ci sarebbe il problema insormontabile della congestione che annulla il concetto medesimo di mobilità. La mobilità urbana di domani non potrà che basarsi perciò su due capisaldi: da un lato mobilità virtuale ove possibile e dall’altro intermodalità tra trasporto individuale a basso impatto e trasporto pubblico elettrico. Questo significa modificare profondamente la struttura di trasporto nelle città, con un nuovo ed essenziale ruolo dei parcheggi di scambio e con l’elettrificazione spinta del trasporto collettivo (siano linee su ferro che busvie). I parcheggi di scambio, in particolare, dovranno essere un elemento strutturale del nuovo sistema di trasporto, con dimensioni e funzioni differenziate nelle varie zone ed in base alle caratteristiche del trasporto pubblico cui sono complementari: grandi parcheggi di scambio nei terminali periferici delle linee su ferro, parcheggi più piccoli associati a fermate intermedie o a busvie, parcheggi dotati di facilities per l’eventuale ricarica di batterie con gestione intelligente delle problematiche di carico sulla rete di distribuzione elettrica.

La ridefinizione del mezzo privato

Si dovrà puntare ad un modello di mobilità urbana in cui il mezzo privato effettui percorsi medi più brevi per cui è possibile un ripensamento delle caratteristiche delle autovetture nella direzione di una profonda revisione di parametri come peso e dimensioni e di conseguenza consumi, invertendo così la tendenza all’aumento generalizzato delle dimensioni verificatosi negli ultimi anni. Ridurre il peso delle autovetture, a parità di sicurezza per l’utente, è infatti la strada maestra per ridurne i consumi, e quindi anche le emissioni, specialmente in ambito urbano dove tutti i problemi sono ingigantiti. Partendo infatti dalle specifiche d’uso, nell’ambito del trasporto urbano, la quota maggioritaria (>40%) dell’energia spesa alle ruote è quella necessaria per vincere l’inerzia del veicolo, stante l’elevata frequenza delle fasi di accelerazione e decelerazione. La riduzione della massa del veicolo e, in una fase successiva, il recupero e riuso dell’energia cinetica resa disponibile durante le fasi di frenatura è l’intervento prioritario. Veicoli di massa ridotta come gli attuali quadricicli, equipaggiati con nuove motorizzazioni a basso consumo e sistemi di accumulo elettrico «di potenza» per il recupero dell’energia generata in frenata, possono quindi conseguire, in questo ambito, risultati molto migliori dei veicoli tradizionali, senza scapitarne nelle prestazioni di punta, di fatto non utilizzabili nelle città. Non appare perciò irrealizzabile la possibilità di ottenere per questi veicoli, che hanno un peso massimo di 400 kg (550 kg per i veicoli trasporto merci), consumi dell’ordine dei 2 l/100 km (at- «Urb-e», ibrido con supercondensatori sviluppato in ENEA che ha partecipato alla competizione «Formula Electric and Hybrid» tualmente un valor medio dichiarato dai Costruttori è di 3,5 l/100 km). Su questa linea di sviluppo si sta impegnando anche l’ENEA che ha recentemente realizzato prototipi di veicoli ibridi (assimilabili a quadricicli) con sistema di accumulo basato su supercapacitori. La riduzione del peso e delle prestazioni ha ulteriori vantaggi nel caso di una scelta rivolta alle motorizzazioni elettriche «pure», le auto a batteria, perché riduce in proporzione pesi e costi del sistema di accumulo, da sempre il tallone d’Achille di questi veicoli.

LEV, un mercato in crescita

Di fatto, il settore dei LEV (Light Electric Vehicle) è in rapida espansione, soprattutto in Asia dove la crescita è molto forte e già dal prossimo anno si raggiungeranno i 100 milioni di veicoli su strada. Questa crescita sta generando un mercato pluri milionario per le batterie, gli azionamenti ed altri componenti chiave, che potranno essere integrati più facilmente in veicoli leggeri come i NEV (Neighborough Electric Vehicles) che nelle auto convenzionali. D’altra parte, anche nel mercato automobilistico le vicende del prezzo del petrolio e le politiche di incentivazione adottate dai Governi sembra abbiano determinato una inversione di tendenza a favore delle auto più piccole, almeno per gli usi di città, tra le quali ne stanno spuntando anche alcune a batteria, come la E-Smart e la iQ della Toyota. Associando poi alla riduzione delle dimensioni del veicolo le tecnologie oggi messe a disposizione dagli sviluppi dell’infotelematica, sistemi di telecomunicazione più precisi ed efficienti consentiranno di ridurre ancora i consumi (ed i rischi di collisione, segnalando ad esempio in anticipo le situazioni di pericolo) e di sfruttare al meglio le possibilità offerte dalla intermodalità. In breve, auto più piccole e più intelligenti, insieme ad uno sviluppo del trasporto pubblico locale che vada verso una elettrificazione sempre più spinta. A fianco dei sistemi tradizionali (autobus elettrici ed ibridi, tranvie e metropolitane) sono ritornati in auge i sistemi intermedi, come le classiche filovie, caratterizzati da un costo di infrastrutturazione più basso dei sistemi su rotaia, e sono proposti anche in versioni innovative senza linea aerea.

Soluzioni per il trasporto pubblico

Si tratta in genere di sistemi di trasporto con alimentazione elettrica annegata nella sede stradale, ad esempio TramWave di Ansaldo STS o Primove di Bombardier, che per funzionare bene richiedono comunque la realizzazione di busvie dedicate. Una proposta più semplice e suggestiva, che riprende una vecchia idea alla luce delle possibilità offerte dai nuovi sistemi di accumulo elettrico (in apertura la copertina di una rivista popolare degli anni ‘50), è invece lo Zero FiloBus, ideato da ricercatori ENEA ed in fase di sviluppo nell’ambito del progetto Piattaforma Bus Innovativi (PBI), presentata da BredaMenarinibus e finanziato nell’ambito di Industria 2015. Il progetto vede la partecipazione, oltre che dell’ENEA, dell’Università di Pisa, mentre dal punto di vista industriale sono presenti Carraro, Sapio, G&A ed il Polo della Mobilità Sostenibile della Regione Lazio. Andando oltre la soluzione, già in uso, di «fare il pieno» di energia ai capolinea, la proposta dei ricercatori ENEA della Casaccia, invece, è di ricaricare il mezzo nel tempo di salita e discesa dei passeggeri alle fermate (se ne può tranquillamente saltare qualcuna, se non c’è nessuno ad attendere il mezzo), con l’energia necessaria per raggiungere la successiva. Questo è oggi reso possibile dalla disponibilità di sistemi di accumulo ad elevata potenza anche in ricarica, come i supercondensatori ed alcune tipologie di batterie. Il mezzo potrà essere realizzato anche in versione bimodale, prevedendo per i percorsi extraurbani un diesel, con trasmissione elettrica alle ruote, che utilizzerà quindi gli stessi motori elettrici di trazione, mantenendo poi la frenata rigenerativa grazie all’accumulo elettrico di bordo. ZeroFiloBus ha quindi il vantaggio di abbattere gli elevati costi di installazione delle linee aeree dei tradizionali filobus ed è anche più semplice predisporlo, rispetto ad una filovia, per tragitti già esistenti di bus non elettrici o per nuovi tragitti. Il sistema descritto trova quindi applicazione ideale nei centri storici di pregio dove da un lato è necessario limitare rumore ed emissioni di inquinanti e dall’altro evitare infrastrutture invasive dal punto di vista estetico (vedi il caso di Firenze), oltre che molto costose.

 

Maurizio Romanazzo

Responsabile settore Energia nei trasporti, ENEA

Giovanni Pede

Responsabile laboratorio Sviluppo veicoli innovativi, ENEA