L'automobile: come una macchina che si muove da sola ha cambiato il mondo

Che cos'è esattamente un'automobile?

Un'automobile, chiamata anche auto o macchina, è un veicolo a motore dotato di ruote che porta con sé la propria fonte di energia. La maggior parte delle definizioni aggiunge alcune condizioni: un'automobile viaggia soprattutto su strada, può trasportare da una a otto persone, ha quattro ruote ed è pensata principalmente per trasportare persone e non merci. Quest'ultimo punto distingue l'automobile da un camion o da un furgone per il trasporto merci, anche se la tecnologia al loro interno è spesso molto simile.

La parola automobile unisce il greco autos, «sé stesso», al latino mobilis, «che si può muovere». In altre parole, un'automobile è una macchina che si muove da sola, senza essere trainata da cavalli o spinta da persone. La parola inglese più breve, car, è molto più antica della macchina. Deriva dal latino carrus, termine che indicava un carro con ruote, e per secoli fu usata per carri e carrozze prima di indicare i veicoli a motore.

Oggi le automobili sono ovunque. Nel 2025 ne erano in uso più di 1,6 miliardi in tutto il mondo. Si tratta di circa un'auto ogni cinque persone sul pianeta, anche se sono distribuite in modo molto disuguale: in alcuni paesi la maggior parte delle famiglie possiede un'auto, mentre in altri le automobili restano rare e costose.

Dai carri a vapore alla prima automobile

Gli esseri umani sognavano veicoli capaci di muoversi da soli molto prima di riuscire a costruirne uno. I primi tentativi concreti sfruttavano il vapore. Nel 1769 l'ingegnere militare francese Nicolas-Joseph Cugnot costruì un pesante veicolo a vapore a tre ruote destinato a trainare cannoni. Era lento e difficile da guidare, e doveva fermarsi spesso per produrre nuovo vapore, ma viene spesso descritto come il primo veicolo stradale semovente.

Nel XIX secolo le carrozze a vapore trasportarono passeggeri in Gran Bretagna e altrove, ma erano pesanti, rumorose e poco amate da chi usava i cavalli sulle stesse strade. La Gran Bretagna approvò persino leggi che obbligavano una persona a camminare davanti ad alcune locomotive stradali, inizialmente portando una bandiera rossa, per avvisare gli altri. Queste regole, spesso ricordate come «Red Flag Act», furono allentate solo nel 1896.

La vera svolta arrivò con il motore a combustione interna, che brucia il carburante all'interno del motore stesso invece di scaldare acqua in una caldaia separata. Nel 1876 l'ingegnere tedesco Nikolaus Otto costruì un motore a gas a quattro tempi ben funzionante, un progetto che è ancora oggi alla base della maggior parte dei motori a benzina. Dieci anni dopo, nel 1886, Karl Benz ottenne un brevetto tedesco per la sua Benz Patent-Motorwagen, un veicolo leggero a tre ruote con motore a benzina. È ampiamente considerata la prima vera automobile moderna. Nello stesso periodo Gottlieb Daimler e Wilhelm Maybach costruivano in Germania i propri motori e veicoli.

Uno dei momenti più famosi della storia dell'automobile riguarda Bertha Benz, moglie e socia di Karl. Nel 1888 prese una delle Motorwagen e, insieme ai suoi due figli adolescenti, percorse più di 100 chilometri da Mannheim alla sua città natale, Pforzheim. Lungo il tragitto comprò il carburante in una farmacia e risolse da sola i problemi meccanici. Il suo viaggio dimostrò che l'automobile poteva servire per spostamenti reali e diede al marito preziose idee per migliorarla.

Henry Ford e l'auto per tutti

Le prime automobili erano giocattoli costosi e fatti a mano per i ricchi. Le cose cambiarono negli Stati Uniti con Henry Ford. Nel 1908 la Ford Motor Company presentò la Ford Modello T, un'auto semplice e robusta, pensata per essere accessibile alle famiglie comuni e abbastanza resistente per le strade di campagna dissestate.

Nel 1913 gli stabilimenti Ford cominciarono a usare la catena di montaggio mobile. Invece di far girare gli operai intorno all'auto, era l'auto a scorrere davanti agli operai, e ognuno ripeteva un solo compito. Il tempo necessario per costruire una Modello T scese da più di dodici ore a circa un'ora e mezza. Man mano che la produzione accelerava, il prezzo calava e sempre più persone potevano permettersi un'auto. Quando la produzione terminò, nel 1927, erano state costruite più di 15 milioni di Modello T.

La produzione di massa si diffuse in altre industrie e in altri paesi. Auto successive come il Maggiolino Volkswagen, prodotto per decenni in oltre 21 milioni di esemplari, mostrarono come un solo modello ben progettato potesse motorizzare intere nazioni. Oggi la Toyota Corolla detiene il titolo di modello d'auto più venduto della storia, con oltre 50 milioni di esemplari attraverso molte generazioni.

Come funziona un'automobile

Un'auto moderna è composta da migliaia di pezzi, ma i suoi sistemi principali sono facili da capire quando si vede che cosa fa ciascuno.

Il motore

La maggior parte delle auto in circolazione usa ancora un motore a combustione interna alimentato a benzina o a gasolio. In ogni cilindro un pistone sale e scende seguendo un ciclo a quattro tempi che si ripete:

1. Aspirazione: il pistone scende e aspira aria e carburante.
2. Compressione: il pistone sale e comprime la miscela.
3. Scoppio-espansione: la miscela brucia, i gas caldi si espandono e spingono il pistone verso il basso.
4. Scarico: il pistone risale e spinge fuori i gas combusti.

Il movimento di salita e discesa dei pistoni fa girare un albero a gomiti, che trasforma il moto rettilineo in rotazione. In un motore a benzina una candela accende la miscela. In un motore diesel, che prende il nome dall'inventore tedesco Rudolf Diesel, l'aria viene compressa così tanto da diventare abbastanza calda da accendere il carburante senza bisogno di una scintilla.

La trasmissione e le ruote

Un motore lavora al meglio entro un intervallo limitato di giri, mentre le ruote devono girare lentamente quando l'auto parte e velocemente in autostrada. La trasmissione, o cambio, risolve il problema modificando i rapporti, proprio come le marce di una bicicletta. Le marce basse danno molta forza di trazione per partire e affrontare le salite; quelle alte permettono di viaggiare veloci e in modo efficiente. Un ingegnoso componente chiamato differenziale permette alla ruota sinistra e a quella destra di girare a velocità diverse, cosa necessaria perché in curva la ruota esterna percorre un tragitto più lungo di quella interna.

Sterzo, freni e sospensioni

Il volante orienta le ruote anteriori attraverso un sistema di ingranaggi e tiranti, e la maggior parte delle auto moderne ha il servosterzo, che rende la manovra più facile. I freni rallentano l'auto premendo pastiglie o ganasce contro dischi o tamburi fissati alle ruote, trasformando il movimento dell'auto in calore. I sistemi antibloccaggio (ABS) impediscono alle ruote di bloccarsi durante una frenata brusca, così il conducente può continuare a sterzare. Le sospensioni, formate da molle e ammortizzatori, mantengono gli pneumatici a contatto con la strada e attutiscono le buche per i passeggeri.

Auto elettriche e ibride

Le auto elettriche non sono un'idea nuova. Intorno al 1900 i veicoli elettrici erano diffusi in alcune città perché erano silenziosi, puliti e facili da avviare, mentre le prime auto a benzina dovevano essere avviate a mano con una manovella. Le batterie però erano pesanti e accumulavano poca energia, così, quando le auto a benzina diventarono più economiche e pratiche, quelle elettriche quasi scomparvero per gran parte del XX secolo.

Sono tornate grazie a batterie migliori, soprattutto quelle agli ioni di litio, simili a quelle dei telefoni cellulari e dei computer portatili. Un'auto elettrica a batteria non ha alcun motore a benzina. La batteria alimenta uno o più motori elettrici, che possono fornire molta forza già da fermi, rendendo le auto elettriche scattanti e fluide. Molte di esse recuperano anche energia grazie alla frenata rigenerativa: quando l'auto rallenta, il motore funziona da generatore e rimanda elettricità alla batteria.

Le auto ibride combinano un motore a benzina con un motore elettrico e una batteria. La Toyota Prius, messa in vendita in Giappone nel 1997, fu la prima auto ibrida prodotta in serie. Le ibride plug-in fanno un passo in più: le loro batterie più grandi possono essere ricaricate dalla rete elettrica, così i tragitti brevi si possono percorrere usando solo l'elettricità.

Rendere le auto più sicure

Le auto offrono grande libertà, ma comportano anche rischi seri. Gli incidenti stradali uccidono ogni anno più di un milione di persone nel mondo, ed è per questo che ingegneri e legislatori lavorano da decenni per rendere le auto più sicure.

Una delle invenzioni più importanti è la cintura di sicurezza a tre punti, che attraversa sia il torace sia il bacino. Fu sviluppata dall'ingegnere svedese Nils Bohlin alla Volvo e introdotta nel 1959. La Volvo scelse di lasciare che altri costruttori usassero liberamente il progetto, e si ritiene che da allora abbia salvato un numero molto grande di vite. Altri dispositivi di sicurezza fondamentali sono:

• Le zone a deformazione programmata, parti anteriori e posteriori progettate per accartocciarsi in un urto e assorbire energia prima che raggiunga gli occupanti.
• Gli airbag, che si gonfiano in una frazione di secondo per attutire l'urto dei passeggeri.
• Il controllo elettronico della stabilità, che può frenare le singole ruote per aiutare a evitare sbandate.
• I seggiolini per bambini, che proteggono i piccoli passeggeri, il cui corpo è troppo piccolo per le cinture degli adulti.

Le auto nuove vengono collaudate con urti controllati usando manichini dotati di sensori. Molte auto moderne usano anche telecamere e radar per avvisare il conducente dei pericoli o persino frenare automaticamente quando una collisione sta per avvenire.

Come le auto hanno cambiato il mondo

Poche invenzioni hanno plasmato la vita quotidiana quanto l'automobile. Le auto hanno permesso alle persone di vivere lontano dal luogo di lavoro, contribuendo alla nascita di periferie residenziali intorno a molte città. Reti stradali, autostrade, distributori di benzina, parcheggi, ristoranti drive-through e motel sono nati attorno all'automobile. L'industria automobilistica è diventata uno dei maggiori datori di lavoro in molti paesi, e i metodi che ha introdotto, come le catene di montaggio e più tardi le fabbriche robotizzate, si sono diffusi in tutta la manifattura.

Le auto hanno portato anche problemi. Bruciare benzina e gasolio libera anidride carbonica, un gas serra che contribuisce al cambiamento climatico, oltre ad altri inquinanti che peggiorano la qualità dell'aria nelle città trafficate. Gli ingorghi fanno sprecare tempo e carburante, e grandi superfici sono occupate da strade e parcheggi. Per ridurre questi effetti, i paesi hanno introdotto carburanti più puliti e norme sulle emissioni più severe, e le auto sono state dotate di marmitte catalitiche, dispositivi che trasformano alcuni gas di scarico nocivi in gas meno dannosi. Molte città incoraggiano inoltre il trasporto pubblico, la bicicletta e gli spostamenti a piedi come alternative all'auto.

La strada davanti a noi: le auto a guida autonoma

Gli ingegneri stanno insegnando alle auto a guidare da sole. I veicoli autonomi usano telecamere, radar e in molti casi il lidar (che misura le distanze con la luce laser), insieme a potenti computer, per riconoscere corsie, cartelli, pedoni e altri veicoli. Gli ingegneri descrivono spesso l'automazione in livelli, da 0, in cui è la persona a guidare del tutto, a 5, in cui l'auto può guidare da sola ovunque senza aiuto umano. Molte auto nuove offrono già un'automazione parziale, come il mantenimento della corsia o l'adattamento della velocità al traffico che precede, ma il conducente deve restare attento. Le auto completamente autonome devono affrontare sfide difficili, dal meteo imprevedibile e dai cantieri stradali fino alle questioni di sicurezza e responsabilità.

Curiosità sorprendenti sulle auto

• Il viaggio di Bertha Benz del 1888 è spesso considerato il primo viaggio a lunga distanza in automobile, e una farmacia della città di Wiesloch, dove lei comprò il carburante, è talvolta descritta come la prima stazione di servizio del mondo.
• Le prime auto non avevano il volante; alcune si guidavano con una leva chiamata barra del timone, simile a quella usata per governare una piccola barca.
• Guidare a sinistra o a destra dipende dal paese. La maggior parte dei paesi guida a destra, ma il Regno Unito, il Giappone, l'India, l'Australia e diversi altri guidano a sinistra.
• I motorini di avviamento elettrici, introdotti negli anni Dieci del Novecento, resero le auto molto più facili e sicure da usare, perché i conducenti non dovevano più girare una pesante manovella sul davanti del motore.
• Più un'auto va veloce, più energia possiede: raddoppiare la velocità significa all'incirca quadruplicare l'energia di movimento, ed è uno dei motivi per cui i limiti di velocità sono così importanti per la sicurezza.

Dal goffo carro a vapore di Cugnot alle silenziose auto elettriche e ai prototipi guidati dal computer, l'automobile non ha mai smesso di cambiare per oltre due secoli e mezzo. Capire come funzionano le auto e come influiscono sulle persone e sul pianeta ci aiuta a fare scelte più sagge sul modo in cui ci spostiamo.