I sedili sono probabilmente la parte più sottovalutata di un’auto. Ci piace stare comodi, ma non abbiamo idea di come funzionino. Se fossimo ben informati, difficilmente useremmo un gergo primitivo come “mobili” o “sedie”. Il più complesso capolavoro di design, ingegneria e tecnologia è talvolta nascosto sotto una tappezzeria opaca. Trattandosi di un elemento molto costoso e pesante dell’auto, viene prestata molta più attenzione nella progettazione e nella produzione che nella pubblicità o nel resoconto di un test drive giornalistico.
I sedili, che occupano una parte significativa dell’abitacolo, sono estremamente importanti per i designer. Per il conducente, il sedile è il principale canale di comunicazione fisica con l’auto: un terzo della superficie del corpo è a contatto con esso. Studi europei dimostrano che l’automobilista medio trascorre circa 22 mila ore in auto nel corso della sua vita. E sebbene oggi non si trovino spesso sedili di pessima qualità, circa il 75% degli automobilisti lamenta in qualche misura problemi alla schiena. E ancora dolori al collo, difficoltà circolatorie, stanchezza precoce… La perdita di concentrazione che ne deriva è la causa di un terzo degli incidenti stradali gravi in Europa. E dopo tutto questo, le chiamate semplicemente “sedie”.
Anche se tutto è iniziato con le tecnologie dei mobili. Fino all’inizio del XX secolo, le carrozze senza cavalli erano dotate di sedili a molle come il divano della nonna: un insieme di molle metalliche attorcigliate era rivestito di pelle con una piccola fodera morbida. A partire dal 1900, questo particolare strato è stato migliorato, con l’utilizzo di fibre naturali, dal pelo animale ai fili di cocco, compresi quelli gommati. Negli anni ’30 fece la sua comparsa una schiuma, prima il lattice. Questa schiuma rendeva i sedili più economici rispetto a quelli a molle. A partire dagli anni ’60, la schiuma poliuretanica, con i suoi vari derivati, è entrata nell’industria automobilistica a prezzi ancora più accessibili.
Già 30 anni fa si riteneva che i migliori sedili per auto combinassero un telaio a molle e un guscio in schiuma stampata, ma all’inizio degli anni ’90 le considerazioni economiche avevano annullato il design “a divano”. Le molle dei sedili sono ancora utilizzate oggi, ma sono state semplificate a un filo a forma di S, come supporto discreto per la schiuma.
In ogni caso, la base è costituita da un telaio in metallo o in materiale composito. La sua resistenza è aumentata di molte volte negli ultimi decenni, soprattutto a causa dei requisiti più severi della sicurezza passiva. Oggi i sedili sono dotati almeno di fermi per le cinture, o addirittura di cuscini gonfiabili, e i sedili stessi devono essere sottoposti a test di resistenza in base a una serie di parametri. Questi standard, così come lo sviluppo di un approccio scientifico alla progettazione di sedili standard, hanno quasi ucciso il mercato dei sedili sintonizzati. Persino la famosa azienda Recaro, che ha iniziato con questi standard, non produce più sedili civili per auto da una decina d’anni, ma si limita a “commercializzarne il nome”.
È consuetudine valutare i sedili per auto in modo professionale due volte. La prima percezione è statica, letteralmente durante i primi 10-15 secondi di permanenza sul sedile, come un cliente in una concessionaria. Il sedile interferisce con il processo di salita in auto? Quanto è duro? Non si è stretti? Ha una buona tenuta? E soprattutto, come si distribuiscono le forze reattive dovute alla pressione del corpo umano sulla tappezzeria. In parole povere, qual è il “profilo” del sedile che viene spesso citato nei test automobilistici?
Poi, durante un viaggio di almeno un’ora o due, si forma un quadro del comfort dinamico. Tutti questi fattori, sebbene la loro percezione possa cambiare in movimento, comprendono anche il modo in cui il sedile smorza un’ampia gamma di vibrazioni. Dopo tutto, non solo le sospensioni sono responsabili della fluidità di guida, ma anche il triumvirato di pneumatici, telaio e sedili.
Scientificamente parlando, il telaio, gli elementi elastici e la schiuma, insieme e separatamente, dovrebbero evitare risonanze nella gamma di frequenze più sgradevoli, da quattro a otto hertz. Le risonanze a frequenze comprese tra 0,1 e 0,6 Hz causano il mal d’auto: vi ricordate il cullante sedile posteriore della Volga di vostro nonno? Il rifiuto dei telai su molle contorte ha facilitato notevolmente la vita alle persone con un apparato vestibolare debole. Le frequenze naturali di vibrazione dei sedili moderni sono molto più elevate. Ma non dovrebbero nemmeno essere troppo rigidi, in modo da non trasmettere le vibrazioni.
Come realizzare un sedile perfetto? La ricerca scientifica su questo tema è iniziata solo negli anni ’40, e ci sono voluti due o tre decenni prima che i risultati avessero un effetto evidente sulla produzione di massa, e non ovunque. Ma oggi i dati non mancano e nessuno sembra lavorare per capriccio o per tentativi. Numerosi studi a volte si contraddicono persino tra loro. In particolare, nella questione più importante: come deve essere distribuito il carico del corpo sul sedile.
Una minoranza di scienziati ritiene che sia sufficiente rendere il sedile uniformemente morbido, come ad esempio nelle vecchie auto francesi. La maggioranza degli scienziati ritiene che la rigidità debba variare, perché le diverse parti del corpo non sopportano il carico in modo uguale. È possibile ridurre la pressione sui tessuti vulnerabili rendendo il sedile più denso nei punti di contatto con le parti più resistenti del corpo. Si tratta dei glutei sotto le tuberosità ischiatiche e della zona lombare.
L’angolo tra il cuscino e lo schienale è scelto in modo che la persona non “scivoli” sul cuscino, perché in tal caso lo spostamento dei tessuti si aggiunge alla tensione dovuta alla compressione nella parte inferiore del corpo. Allo stesso tempo, chi sta seduto dovrebbe essere in grado di cambiare posizione durante un lungo viaggio senza modificare in modo significativo la mappa della pressione. Nella posizione più confortevole per una persona, ogni articolazione si trova approssimativamente al centro del suo intervallo di rotazione. Tutti i calcoli sono effettuati rispetto al centro dell’articolazione dell’anca, il cosiddetto punto H (hip-point, ma alcuni ingegneri usano l’indice R).
Si tiene conto del fatto che il rivestimento si deforma in media di 4-5 cm sotto il peso del corpo. Nei sedili extra-morbidi – di circa 8 cm. Il comfort della posizione di seduta dipende dalla sua altezza, cioè dalla posizione del punto H rispetto al pavimento della carrozzeria. Il problema è che tutte le persone sono diverse. Basta ricordare la percentuale di obesi negli Stati Uniti o l’altezza media statisticamente bassa dei cinesi.
Il tradizionale intervallo tra il cosiddetto quinto percentile femminile (una signora con un’altezza di circa 1,53 m) e il 95° maschile (1,87 m) varia da mercato a mercato. Ma anche all’interno di questa fascia, i produttori riescono a soddisfare solo il 90% dei clienti. Devono scegliere per chi produrre l’auto, perché anche un milione di regolazioni non può compensare completamente la differenza di corporatura. Ma il sedile non deve solo accogliere e sistemare comodamente il corpo, ma anche fissarlo.
È inoltre dimostrato che le persone stanno diventando più alte: Gli americani e gli europei diventano più alti di un centimetro ogni dieci anni. Non c’è da stupirsi che le gamme di regolazione in lunghezza dei sedili anteriori, un tempo definite dalle norme DIN come minimo 160 mm, oggi arrivino a volte a quasi 300. La forcella per la regolazione dell’altezza è solitamente di 60-70 mm.
Il microclima è un’altra storia. Poiché un terzo del nostro corpo è a contatto con il sedile, il suo ruolo nel garantire il comfort termico è enorme. La temperatura superficiale ottimale è di 23 ºС in qualsiasi momento del giorno e dell’anno. Non sorprende che i sedili riscaldati siano apparsi già nel 1966 come optional per le auto Cadillac. Ma lo scambio di calore è un processo bidirezionale. Il rivestimento deve assorbire circa 75 W/m² dell’energia termica del corpo umano. In poche parole, deve consentire il passaggio di aria e sudore.
Fatta eccezione per i rivestimenti aggiuntivi del mercato automobilistico, il rivestimento in pelle artificiale è l’opzione peggiore in questo senso. Quella naturale, anche se di poco, “respira” – anche se è auspicabile dotarla di una texture profonda per garantire il microdrenaggio. Allo stesso tempo, la schiuma modellante dovrebbe essere spessa in ogni caso, perché diventa quasi impermeabile quando viene compressa per più dell’80%.
Tuttavia, il tessuto, anche quello più economico, è migliore. I rivestimenti in pelle possono essere paragonati ad essi in termini di efficienza di rimozione del calore solo nel caso di costose perforazioni e ventilazioni ancora più costose. Di norma, i ventilatori lavorano per estrarre l’aria. È così dal 1997, quando un sistema simile ha debuttato sulla Saab 9-5. Molto probabilmente, le piccole pompe di calore più efficienti saranno presto integrate nei sedili. Sfruttano il principio dell’aria condizionata, ovvero la selezione o il rilascio di calore quando cambia lo stato aggregato del refrigerante.
Tra le tendenze attuali, c’è la massima individualizzazione per una persona specifica con l’uso di alloggi personali, come si fa da tempo negli sport motoristici e nell’industria delle auto sportive. Mentre la Ferrari vende da tempo sedili di tre misure per le auto da strada, la Porsche offre già lo stampaggio individuale di “secchielli” di tre gradi di rigidità per le versioni da pista dei modelli 911 e 718.
Per quanto riguarda le auto prodotte in serie, i produttori cercano di aumentare il numero di regolazioni. Il detentore del record è il marchio Lincoln, che dal 2017 offre sedili con 15 parametri regolabili, tra cui la modifica individuale della lunghezza e dell’angolo dei cuscini di ciascun fianco. In stile americano, si chiamano sedili con 30 regolazioni, il che significa che tutte le dimensioni possono essere modificate in due direzioni.
Il massaggio non è affatto una sorpresa, viene offerto anche per i pickup Ford F-150. Semplici sensori integrati nei sedili permetteranno presto al guidatore di monitorare il proprio battito cardiaco e di avvertire di un ciclo di vigilanza. Di sicuro, la serie includerà anche sensori avanzati di carico del sedile che controllano la “mappa” della pressione della persona sul rivestimento. Ciò è utile non solo per ottimizzare le regolazioni del sedile stesso, ma anche per regolare i sistemi di sicurezza attiva. E persino per i sistemi antifurto! In un prossimo futuro, quindi, potremo facilmente leggere sul cruscotto qualcosa del tipo “le tue tuberosità ischiatiche sono riconosciute, fai buon viaggio”.
Potete leggere l’originale qui: https://www.drive.ru/technic/5ed0dcc6ec05c4ac13000157.html
