ABS: come e perché


PERCHÉ L'ABS.

La qualità di un sistema frenante si giudica principalmente dal suo comportamento in una situazione "di emergenza", quando cioè si fa ricorso ad esso in modo energico per evitare un ostacolo.
Per questo aspetto, le prestazioni di frenatura di un veicolo attuale, anche nella versione più economica, sono molto superiori rispetto a veicoli costruiti trent�anni fa.
Occorre però ricordare che la migliore frenata di emergenza è quella che realizza la massima diminuzione di velocità angolare della ruota lasciando al complesso frenante il compito di dissipare come calore l�energia cinetica posseduta dal veicolo, assicurando nello stesso tempo che il pneumatico non perda aderenza con il suolo.
Il bloccaggio della ruota implica invece un trasferimento di energia sulla sola superficie di contatto tra pneumatico e suolo: il primo, superato un certo limite, perde aderenza. In altre parole, una ruota (o un tandem di ruote) slitta mentre l�altra sul lato opposto può accadere che invece continui ad aderire ed a fare il proprio lavoro.
Sono fenomeni che accadono ad esempio quando le ruote poste da un lato della vettura marciano su un terreno con caratteristiche diverse rispetto a quelle dell�altro lato.

Dato poi che in un autoveicolo la direzionalità dipende dalla preservazione della aderenza delle ruote anteriori, che devono conservare la possibilità di far mutare direzione al veicolo secondo l�angolatura che ad esse viene comandata dal guidatore, il loro bloccaggio fa perdere il controllo del veicolo, che quindi tenderà a procedere nella direzione che aveva al momento in cui si esso è verificato.

Questo fenomeno può essere controllato ed evitato grazie all�ABS, nato in ambiente aeronautico per assistere i velivoli in atterraggio e rimasto sostanzialmente identico anche quando è stato applicato alle automobili.

COME È FATTO.

In corrispondenza di ogni ruota, verso l�interno del veicolo, è montata una "ruota fonica", cioè un disco metallico con un certo numero di "denti" sporgenti, davanti ai quali, a distanza millimetrica, si affaccia un "sensore" elettromagnetico, fissato al veicolo.
Il passaggio dei denti di fronte al sensore produce periodiche alterazioni del campo magnetico e quindi delle deboli correnti ad andamento ondulatorio nel circuito di rilevazione ad esso collegato.
Un circuito elettronico di analisi e comparazione mette quindi a confronto i segnali provenienti dalle varie ruote e, se nota una differenza superiore ad una certa "soglia", invia il comando ad un attuatore che fa diminuire la forza frenante sulla ruota incriminata - ad esempio consentendo un parziale riflusso del fluido frenante - compensando cosí con uno squilibrio uno squilibrio di incidenza opposta.
Il ciclo di rilevazione-analisi/comparazione-azione viene più volte ripetuto ogni secondo, in modo da mantenere sempre sotto controllo l�insieme delle quattro ruote, mentre una pompa elettrica od un sistema ad azoto compresso ricarica la pressione sul freno della ruota prima parzialmente liberata, in attesa di un nuovo ciclo di controllo.
Un circuito interno di diagnosi rileva l�eventuale esistenza di alcune anomalie (segnalandole al guidatore), ed è comunque possibile disattivare il sistema attraverso un interruttore.
È da notare che, nelle autovetture, l'ABS non è un pezzo separato dell'impianto frenante, ma è integrato in esso, fa parte cioè del complesso pompa/servofreno.

L�ABS non è - proprio per la sua filosofia costruttiva intrinseca - un sistema per "frenare in meno spazio" : i sensori ABS non misurano la velocità del veicolo rispetto al suolo, ma invece la velocità angolare di ogni singola ruota. La logica operativa dell� ABS non è "governa la frenata in modo che l�arresto avvenga nello spazio più breve" bensí "libera la ruota bloccata quando le altre ancora girano".

QUANDO PUÒ FORNIRE VANTAGGI "TANGIBILI" ?

Un veicolo in buone condizioni, privo di ABS, con ogni ruota dotata di freno in condizioni ottimali e pilotato da un conducente in grado di "modulare" la frenata, sarà in grado di fermarsi, su terreno asciutto ed uniforme, in uno spazio sostanzialmente uguale a quello di un veicolo dotato di ABS; è assai probabile però che il veicolo privo di ABS blocchi le ruote e lasci traccia sull�asfalto, mentre il veicolo con ABS si fermerà in uno spazio pressappoco uguale ma senza far fumare i pneumatici.
D�altra parte, poiché il rischio di bloccaggio si verifica solo quando il pedale è premuto a fondo con energia, ne deriva che nella maggior parte delle frenate "normali" l�ABS comunque non svolge la propria funzione.

Il vantaggio reale dell� ABS è quando, in una frenata di emergenza - e quindi con il pedale spinto fino in fondo - si manovra lo sterzo per evitare un ostacolo.
Il mantenimento dell�aderenza consentirà alle ruote sterzanti di svolgere il loro compito, agevolato anche da una "finestra di tolleranza" che consente alle ruote esterne di mantenere una velocità leggermente superiore alle ruote interne.

È da ricordare che nell�investimento di pedone il veicolo si trova, secondo i dati risultanti dalle rilevazione di incidente, almeno nel 55% dei casi in fase di frenata, e che il 65% dei conducenti dichiarano di aver tentato di frenare.

Un�altra situazione in cui il dispositivo riesce a mostrare la propria utilità è su terreno con scarsa aderenza (pioggia, neve, fango, pietrisco ecc.) .
In questo caso basta una modesta pressione sul pedale per bloccare le ruote, od una ruota particolare se siano presenti anche lievi asimmetrie nel freno ad essa relativo o nel fondo stradale: il veicolo continua "a saponetta" la sua corsa in avanti o sbandando da un lato all�altro a seconda di come reagiscono le singole ruote, ma comunque in totale ingovernabilità.
L�intervento dell�ABS, attraverso il controllo dell�approssimarsi del bloccaggio su ogni singola ruota e la riduzione di pressione sul relativo pistone del freno, riporta il veicolo in condizioni di manovrabilità e nello stesso tempo, su terreni con scarsa aderenza, riduce lo spazio di arresto.

AVVERTENZE.

L�ABS può integrarsi sia su freni a tamburo che su freni a disco, ma il suo intervento è tarato solo per velocità superiori a 10 km/h. Le caratteristiche di risposta variano a seconda dei tipi, ma sono comunque specifiche per il tipo di veicolo su cui è montato.
Trattandosi poi di un "sistema" anche abbastanza complicato (in cui interagiscono parti meccaniche, elettroniche ed elettriche) è importante che la manutenzione sia affidata ad officine veramente esperte e dotate di attrezzature e conoscenze adeguate.

L�utilizzatore a sua volta farà bene a prendere esperienza con il sistema, attraverso frenate di prova, energiche ed a fondo su tratti di strada deserta: è probabile che, mentre mantiene il pedale premuto a fondo, senta delle vibrazioni anche consistenti (la misura varia da tipo a tipo) provenire da esso: dovrà resistere alla tentazione di sollevare il pedale fino a che il veicolo non è completamente fermo, poiché quelle vibrazioni indicano che si è appunto attivato l�ABS.

L'ABS E LA SICUREZZA : la valutazione eseguita da alcuni studi.

L�ABS è stato oggetto di attenta valutazione nei Paesi in cui esso è maggiormente diffuso, ed in particolare negli Stati Uniti ed in Germania.
Attraverso numerosi test sperimentali su strada e l�esame comparativo dei dati statistici degli incidenti stradali che hanno visto coinvolti gli stessi tipi di veicoli ma in due diverse versioni (con e senza il dispositivo) è emerso che:

a) l� ABS ha considerevolmente ridotto gli incidenti con più veicoli su strada bagnata (a seguito di una diminuzione degli spazi di arresto dal 14 al 43%, secondo i tipi di superficie) ma ha naturalmente aumentato i tamponamenti su strada bagnata da parte di veicoli privi di ABS;

b) benefici per questo aspetto anche sul ghiaccio, dove però lo spazio di arresto si riduce solo del 10%;

c) riduzione anche dei tamponamenti su strada asciutta ma in misura inferiore, dato che il risparmio nello spazio di arresto va dal 3 al 5%;

d) notevoli i benefici per quanto riguarda gli investimenti di pedoni, con una riduzione dal 20 al 35% (possibilità di concludere positivamente le "manovre elusive");

e) da 2,5 a 5 volte maggiori probabilità, soprattutto su strada bagnata o ghiacciata, che la frenata avvenga senza sbandamenti;

f) aumenta invece la distanza di arresto, pur senza sbandamenti, su strade con pietrisco fine o su neve fresca, questo probabilmente perché il mancato blocco delle ruote impedisce la formazione davanti ad esse di una "barriera" che ostacoli il movimento del veicolo.

Ma è risultato anche un aumento di più del 20% complessivo delle uscite di strada ed urto contro oggetti fissi, soprattutto in zone urbane, in curva e quando il guidatore aveva meno di 30 anni.

ATTENZIONE !

Vi sono due fattori da tenere ben presenti:

1) il corretto intervento dell�ABS rende realmente efficaci le "manovre elusive", che se eseguite in modo scomposto ed eccessivo, sotto l�influenza dell�emozione per l�approssimarsi dell�incidente, possono condurre il veicolo fuori strada: non bisogna dimenticare infatti che il volante continua a funzionare e quindi una sterzata eccessiva può far imboccare traiettorie impreviste per chi non si aspetti tale fenomeno;

2) la presenza dell�ABS non deve far dimenticare un concetto fondamentale: non può mai costituire giustificazione per compensare la migliore sicurezza con l�adozione di comportamenti e stili di guida più rischiosi per sé e per gli altri.
Ricordiamo che le leggi fondamentali della fisica che governano il movimento, gli attriti, gli impatti non si fanno turbare dalle dotazioni di sicurezza e che, oltre limiti ben precisi, possono improvvisamente e violentemente manifestarsi in tutta la loro forza.

Occorre infine rilevare che l�ABS risulta "ingannato" (a seguito del diverso coefficiente di aderenza) quando invece del pneumatico normale è montato il "ruotino d�emergenza", l�unico disponibile su alcuni tipi di veicoli e che peraltro può essere usato solo a velocità inferiori a 40-50 km/h: sarà bene in questo caso disattivarne il funzionamento ed adeguare il proprio comportamento alla nuova situazione.


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