La ricarica dell’autobus arriva direttamente dalle ruote, riducendo così il tempo necessario per l’alimentazione notturna in deposito e permettendo di montare batterie più piccole, con vantaggi in termini di spazio, peso e costo del veicolo. Il progetto nasce in Svizzera grazie alla spin‑off Winduction dell’ETH Winduction, che ha sviluppato un sistema di ricarica wireless attivo durante le soste alle fermate.
Quando il biberonaggio passa dalla strada alle ruote
Il biberonaggio, cioè la ricarica a piccole dosi durante il servizio, non è una novità assoluta: in Europa e anche in Italia si utilizzano già i pantografi, in Spagna abbiamo partecipato alla dimostrazione della ricarica a induzione di Alstom (qui il video), e non mancano altre soluzioni. Ora arriva anche l’idea svizzera, che sposta la bobina dal sottoscocca alla ruota.
I ricercatori svizzeri sono partiti da una criticità: la maggior parte degli autobus elettrici si ricarica di notte in deposito, trasportando durante il giorno batterie pesanti. Un metodo costoso. Senza dimenticare che durante la giornata è più semplice utilizzare le rinnovabili. Vediamo la soluzione come viene descritta dagli autori: «La ruota posteriore del postbus, un modello un po’ datato, poggia su una piastra grande più o meno come un carrello della spesa. All’improvviso la batteria del bus inizia a ricaricarsi. 10 per cento, 20, 30 – l’indicatore sale costantemente, senza alcun cavo che colleghi il veicolo alla piastra». Parole di Sonam Bhuka, Sylvain Fricker e Laurin Schwitter, i tre fondatori di Winduction.
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Oltre gli esempi che abbiamo citato dal cellullare all’auto elettrica si fa il pieno di soluzioni a induzione. Secondo il trio svizzero però si presentano dei problemi di efficienza che su un autobus, rispetto ad un’auto, sono più evidenti. Si segnala «Una grande debolezza» ovvero «la distanza tra la strada e il sottoscocca è relativamente ampia e varia da un modello di veicolo all’altro. Questa distanza è un fattore chiave nei sistemi di ricarica induttiva, perché l’efficienza del trasferimento energetico diminuisce man mano che aumenta la separazione».
L’idea originale e (forse) vincente: la gomma tocca sempre con la strada
«In qualsiasi veicolo, l’unica parte che è sempre a contatto con il suolo sono le ruote», spiega Sylvain Fricker, laureato ETH e responsabile della tecnologia nella giovane azienda. Da questa semplice osservazione è nata l’idea che dà il nome alla spin‑off: Winduction sta per wheel‑based induction, ovvero induzione basata sulla ruota.
La tecnologia funziona tramite sistemi di bobine accoppiate magneticamente. Le prime bobine induttive sono alloggiate in una piastra nel manto stradale, collegata alla rete elettrica e in grado di generare un campo magnetico. Un secondo gruppo di bobine, integrate in uno pneumatico appositamente sviluppato, cattura l’energia quando l’autobus si ferma e la trasferisce alla batteria del veicolo.
«Riduciamo la grande distanza di trasmissione tra la strada e il sottoscocca posizionando le bobine all’interno della ruota», spiega Fricker. Dal suolo al veicolo, il sistema Winduction raggiunge secondo i ricercatori un’efficienza superiore al 90%: in altre parole, meno del 10% dell’energia immessa nella piastra viene dispersa. «Poiché la nostra tecnologia è efficace anche durante brevi soste di ricarica, gli autobus possono utilizzare batterie più piccole, risultando molto più economici sia da acquistare sia da gestire», aggiunge il laureato ETH.
C’è da lavorare sui pneumatici per centrare l’obiettivo
Idea affascinante quella di Winduction, ma per portarla in strada c’è da lavorare. Gli pneumatici convenzionali degli autobus contengono cinture in acciaio che garantiscono stabilità, ma questo acciaio reagirebbe con il campo magnetico, convertendo gran parte dell’energia in calore invece di trasferirla alla batteria.
«Per far funzionare il nostro sistema, stiamo collaborando con diversi partner per sviluppare uno pneumatico completamente nuovo, privo di acciaio», spiega Schwitter, CEO dell’azienda. Sono necessari investimenti, ma secondo i neo imprenditori «Sebbene questa modifica comporti un costo maggiore per il singolo pneumatico, l’aumento risulta quasi trascurabile nel contesto dei costi complessivi di acquisto e gestione di un autobus».
I risparmi e la minore pressione sulla rete
Secondo i calcoli di Winduction, i costi complessivi potrebbero ridursi in modo significativo. I fondatori hanno fatto dei calcoli lungo la linea tra l’aeroporto di Zurigo e il quartiere Oerlikon. «Le nostre analisi mostrano risparmi sostanziali rispetto alla ricarica in deposito. La loro entità dipende dal percorso. Una studio di fattibilità con gli operatori del trasporto pubblico è attualmente in corso per quantificarli», spiega Schwitter.
Vediamo i risparmi: gli autobus con batterie più piccole costano meno e possono trasportare più passeggeri. Le piastre di ricarica a terra di Winduction sono inoltre relativamente economiche rispetto alle infrastrutture di ricarica tradizionali. Un altro vantaggio: i bus si ricaricano ripetutamente durante il giorno. Sulla tratta tra l’aeroporto di Zurigo e Oerlikon, sarebbero necessarie piastre di ricarica solo in 2 delle 24 fermate, dove gli autobus accumulerebbero circa 3 ore di ricarica nell’arco di una giornata operativa di 16 ore. Questo ridurrebbe anche il numero di veicoli di riserva necessari.
Gli autobus elettrici utilizzati oggi su questa linea si ricaricano simultaneamente per cinque ore nel deposito durante la notte e richiedono molta più potenza rispetto a quella necessaria con il sistema Winduction. Il minor consumo di energia sarebbe ancora più importante in futuro, poiché l’elettricità sta diventando sempre più conveniente nelle ore diurne grazie all’espansione del fotovoltaico. Allo stesso tempo, si riducono i picchi di carico sulla rete, perché non è più necessario ricaricare tutti gli autobus contemporaneamente durante la notte, con un’ulteriore riduzione dei costi. Su questo punto però la teoria non è convincente visto che il consumo notturno, poi bisogna vedere una società a maggioranza di veicoli elettrici, ad oggi è minoritario e più economico.
Il primo progetto pilota nel 2028
La spin‑off dell’ETH Winduction sta attualmente costruendo un’infrastruttura di test realistica, con il supporto dell’Ufficio federale dei trasporti e della Fondazione svizzera per il clima. Il progetto comprende sia un laboratorio di prova sia una fermata sperimentale dedicata. Schwitter sottolinea: «Il nostro obiettivo è realizzare il più rapidamente possibile un autobus elettrico completamente convertito, utilizzabile anche al di fuori della nostra area di test privata».
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I fondatori prevedono di avviare il primo progetto pilota nel 2028. Sono in corso trattative con diversi operatori del trasporto pubblico svizzero. Un esempio è la zona dell’aeroporto di Zurigo, dove il bus sarà testato in condizioni operative reali e trasporterà passeggeri per la prima volta.
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