Come si progetta il circuito prove di un marchio storico
La progettazione di circuiti è un settore molto specialistico che negli ultimi anni sta vivendo un importante processo di evoluzione. Una figura significativa per comprendere e approfondire questo passaggio da un approccio artigianale a una vera e propria cultura di progetto, supportata dall’uso della tecnologia, è quella di [Jarno Zaffelli], fondatore e CEO di >>Dromo Circuit Design<< : un nome e un marchio ormai abitualmente associati a luoghi sacri per gli appassionati della velocità come Silverstone, Mugello o Spa Francorchamps.
Uno dei progetti attualmente in corso, e di cui si è appena conclusa la prima fase realizzativa affidata a >>Carba<< [qui la nostra intervista al CEO, Mauro Carminati], è quello della nuova pista prove dello stabilimento Piaggio di Pontedera (PI) situata nell’area sud-ovest, alla sinistra dell’ingresso di largo Gianni Agnelli. Ne abbiamo parlato con lo stesso Zaffelli, in un’intervista che è anche un’immersione nel metodo di lavoro del suo studio.
[Jarno Zaffelli]: “Si parte sempre dalla matita, ma quando l’obiettivo ce lo permette: ad esempio nel caso in cui dobbiamo progettare un autodromo, e la tecnica è messa al servizio del tracciato".
"Quando, invece, si parla di un campo prova la tecnica non è più il mezzo ma il fine".
"Nel caso del proving ground Piaggio, l’oggetto della nostra progettazione è uno strumento che alla fine andrà consegnato nelle mani del produttore".
"Quando siamo in un ambito come questo, non si parte dalla matita. In tutti i casi lavoriamo in ambiente BIM, quindi con modellazione tridimensionale, naturalmente con soluzioni personalizzate per il nostro ambito applicativo”.
[Zaffelli]: “Da un punto di vista costruttivo e della performance, è molto più difficile lavorare a un circuito prova. Questo perché l’autodromo è un campo di gara: sotto un certo aspetto, è come se stessimo progettando un parco di divertimenti. Se invece si lavora su un proving ground, il cui fine è appunto il test di prodotto, è necessario garantire condizioni di prova che restino immutate nel tempo: devo consentire al produttore di realizzare una prova tra un anno o due anni, nelle stesse condizioni in cui la realizza adesso”.
[Zaffelli]: “Piaggio aveva costruito un piccolo proving ground già nel 2000 all’interno dell’impianto, ma si è resa conto nel corso degli anni che la qualità del dato e la consistenza delle misurazioni non erano sufficienti e spesso costringevano al ricorso a circuiti esterni, per ottenere appunto condizioni di prova costanti nel tempo".
"L’esigenza di partenza è stata, quindi, quella di realizzare una nuova struttura all’interno dell’impianto di Pontedera, riducendo gli spostamenti e la relativa impronta di CO2, ma anche mettendosi in condizione di poter eseguire tutti i test di prodotto necessari: prove a velocità costante, verifica dei telai e del rumore di emissione ecc”.
[Zaffelli]: “No, il circuito preesistente è stato completamente smantellato, allo scopo di crearne uno nuovo con un tracciato più grande e più simmetrico, con delle transizioni del tutto diverse: oggi sono calcolate in maniera tale da assicurare che il mezzo entri con la minima influenza possibile sugli accelerometri".
"Chiarisco meglio questo aspetto perché è particolarmente importante nel nostro lavoro: se in un tracciato è presente una transizione fra un tratto piano e uno inclinato, e questa non è calcolata nella maniera corretta, gli accelerometri vanno, come si dice in gergo, in saturazione".
"Questo, in termini pratici, significa che una grande quantità di dati andrà persa, perché quando finalmente gli accelerometri si stabilizzano a quell’inclinazione, a una velocità di 90 km/h, la curva è ormai già terminata. Lo scopo del nostro lavoro progettuale sulle transizioni, quindi, era quello di garantire che il dato proveniente dagli accelerometri e dai sensori utilizzati fosse il più pulito possibile. L’andamento più regolare e simmetrico del tracciato è finalizzato proprio a questo”.
[Zaffelli]: “Sulla base dello studio preliminare affidato a un’altra azienda è stata indetta una gara di progettazione, che abbiamo vinto. A quel punto, abbiamo iniziato a calare lo studio nella realtà di Piaggio e prodotto un numero enorme di iterazioni: non ricordo il numero preciso, ma abbiamo valutato davvero moltissime ipotesi, anche perché il proving ground di Pontedera, una volta completate le due fasi di lavoro previste, avrà davvero molte piste in più”.
[Zaffelli]: “Oltre all’ovale e alla noise track, che abbiamo realizzato quest’anno con Carba per la prima fase dei lavori, sono già state progettate anche la handling track e tutti i percorsi in salita e discesa, pavimentazioni speciali e rettilineo d’accelerazione, da costruire successivamente".
"La noise track viene utilizzata per far passare un mezzo davanti a dei microfoni che misurano il rumore emesso in una maniera riproducibile e comparabile in qualsiasi proving ground: serve quindi a verificare l’ottenimento di un certo risultato in vista dell’omologazione dei mezzi".
Forma, drenaggi e distanza dagli ostacoli verticali sono previsti in modo molto specifico dalla norma".
"La handling track, una delle quattro zone d’intervento previste per la fase 2, serve invece per capire come il mezzo si muove nelle curve da un lato all’altro, quindi per sviluppare il telaio”.
[Zaffelli]: “Essenzialmente si tratta di un ordine di priorità sul piano del testing: lo scopo era quello di dotare Piaggio nel minor tempo possibile dei tracciati il cui utilizzo era più urgente, ovvero la oval track e la handling track, andando di pari passo coi budget allocati da un punto di vista industriale. Questo perché ci sono stati, come è noto, importanti aumenti dei prezzi, e la soluzione migliore ci è sembrata quella di spacchettare il lavoro in due fasi, anziché realizzarlo tutto insieme”.
[Zaffelli]: “In particolare il mix della noise track deve essere certificato in base alla norma ISO 10814:1996 sulla vibrazione meccanica, mentre gli altri sono mix speciali, specificamente preparati in base al tipo di inclinazione prevista o di prova da realizzare".
"Il caso degli autodromi è molto diverso a livello di miscela bituminosa, perché viene privilegiato un livello omogeneo del grip (basso o alto che sia, ma generalmente molto alto). Nei circuiti di prova, invece, il livello del grip deve essere tarato in base a quello che richiede il tipo di test: se in un campo prova ci viene richiesto un grip di 0.6, noi dobbiamo ottenere una miscela che garantisca quel preciso valore. Su una pista non c’è un valore massimo”.
[Zaffelli]: “Questo circuito è stato molto difficile da costruire e per vari aspetti, in primo luogo per la difficoltà di trovare produttori e materiali locali (entro un raggio massimo di 100 km) in grado di ottenere i mix speciali realizzati ad hoc, con le caratteristiche necessarie per le pavimentazioni, e in secondo luogo per le inclinazioni laterali molto rilevanti: 18° (34-35%), con delle transizioni calcolate in modo tale da rendere difficile la costruzione con macchinari tradizionali".
"Ovviamente si tratta di esperienze che noi abbiamo già affrontato per altri cantieri, ma non in Italia, e quindi offriamo tutto il nostro supporto al contractor, che è una figura fondamentale”.
[Zaffelli]: “L’interazione è molto stretta, a maggior ragione in corso d’opera. Carba è un’impresa che ha già lavorato con noi e conosce bene il nostro modo di lavorare: una volta iniziato il cantiere, il dialogo tra noi e i loro tecnici è continuo, anzi direi proprio quotidiano, anche perché ci sono soluzioni che vanno trovate giorno per giorno e siamo continuamente in monitoraggio".
"Carba lavora sotto uno stretto controllo da parte nostra, i nostri tecnici li supportano costantemente a livello di laboratorio e noi stessi interveniamo con misurazioni ed evidenziando eventuali anomalie geometriche o qualitative".
“Noi ricostruiamo attraverso scansioni laser gli as built di ogni lavorazione eseguita, tenendo quindi lo stato di avanzamento monitorato sia a livello assoluto, cioè rispetto a quanto il cliente ha richiesto a noi e alla ditta appaltatrice, sia a livello relativo, ovvero ad esempio verificando che le tolleranze siano rispondenti ai criteri qualitativi da progetto".
"La filosofia è quella di collaborare e darsi una mano in tempo reale, procedendo strato per strato, senza aspettare che il lavoro sia finito per giudicare il risultato. Ci muoviamo in questo modo con tutti i contractor: la differenza è che Carba è un’azienda che ascolta molto e con cui si lavora in modo soddisfacente”.
[Zaffelli]: “Le difficoltà che si presentano in un cantiere come questo possono anche essere indipendenti dal contractor o dai progettisti, ma puramente legate a fattori contingenti, come quelli meteorologici: ad esempio, nel mese di luglio ci siamo trovati a dover asfaltare con temperature altissime e questo ci ha obbligato a tenere un ritmo più basso di quello che avevamo previsto, perché il materiale non voleva saperne di raffreddarsi".
"Questa è un’altra differenza che caratterizza il nostro lavoro rispetto a quello su infrastrutture viarie meno specialistiche: un clima come quello della scorsa estate sarebbe stato anche propizio per asfalti tradizionali, ma nel caso di geometrie come quelle previste dal nostro circuito non lo è affatto”.
[Zaffelli]: “Assolutamente sì, i nostri contratti sono tutti di lunga durata.
Non cerchiamo lavori ‘one shot’ ma rapporti che ci permettano di seguire l’opera lungo l’intero ciclo di vita".
"Ecco un ulteriore motivo per cui è importante realizzarla bene sotto ogni aspetto: questo facilita il lavoro a noi ma anche al committente in un secondo momento. Si tratta anche di un tipo di consulenza che i clienti apprezzano molto nella nostra proposta, perché molti studi di ingegneria, non essendo specializzati in questo ambito, non sono in grado di offrirlo".
"Le campagne di monitoraggio dei circuiti di cui ci occupiamo, come ad esempio quello francese di Paul Ricard a Le Castellet, o lo Zandvoort in Olanda, sono una costante del nostro lavoro”.
[Zaffelli]: “Ci sono diverse figure che si occupano delle varie problematiche. L’ingegner [Federico Venarucci] si occupa della progettazione e della analisi dei dati. L’ing. [Filippo Piccoli] ed [Elisabetta Terenziani] si occupano dei rilievi e delle restituzioni dei dati".
"Io sono il coordinatore e il fondatore, e mi occupo del rapporto col cliente. In corso d’opera, in ogni caso, ci sono delle rotazioni tra tutti noi, a seconda della professionalità di cui c’è bisogno”.
Uno dei progetti attualmente in corso, e di cui si è appena conclusa la prima fase realizzativa affidata a >>Carba<< [qui la nostra intervista al CEO, Mauro Carminati], è quello della nuova pista prove dello stabilimento Piaggio di Pontedera (PI) situata nell’area sud-ovest, alla sinistra dell’ingresso di largo Gianni Agnelli. Ne abbiamo parlato con lo stesso Zaffelli, in un’intervista che è anche un’immersione nel metodo di lavoro del suo studio.
Jarno Zaffelli
Jarno Zaffelli, titolare di Dromo Circuit DesignLa parola agli specialisti
goWEM!: Come inizia e come si sviluppa il processo progettuale di Dromo? C’è spazio anche per una fase preliminare a mano libera?
Il preesistente circuito prove è stato completamente demolito e sostituito da un tracciato più simmetrico e regolare
"Quando, invece, si parla di un campo prova la tecnica non è più il mezzo ma il fine".
"Nel caso del proving ground Piaggio, l’oggetto della nostra progettazione è uno strumento che alla fine andrà consegnato nelle mani del produttore".
"Quando siamo in un ambito come questo, non si parte dalla matita. In tutti i casi lavoriamo in ambiente BIM, quindi con modellazione tridimensionale, naturalmente con soluzioni personalizzate per il nostro ambito applicativo”.
goWEM!: È più difficile progettare un autodromo o un circuito di prova?
[Zaffelli]: “Da un punto di vista costruttivo e della performance, è molto più difficile lavorare a un circuito prova. Questo perché l’autodromo è un campo di gara: sotto un certo aspetto, è come se stessimo progettando un parco di divertimenti. Se invece si lavora su un proving ground, il cui fine è appunto il test di prodotto, è necessario garantire condizioni di prova che restino immutate nel tempo: devo consentire al produttore di realizzare una prova tra un anno o due anni, nelle stesse condizioni in cui la realizza adesso”.
Planimetria delle comparazioni: in giallo il vecchio circuito demolito, in rosso la oval track e la noise track terminate nello scorso luglio per la fase 1, in verde le altre zone di intervente previste per la fase 2
goWEM!: Entriamo quindi nello specifico del progetto per il nuovo circuito Piaggio di Pontedera: quando è nato e da quali esigenze?
"L’esigenza di partenza è stata, quindi, quella di realizzare una nuova struttura all’interno dell’impianto di Pontedera, riducendo gli spostamenti e la relativa impronta di CO2, ma anche mettendosi in condizione di poter eseguire tutti i test di prodotto necessari: prove a velocità costante, verifica dei telai e del rumore di emissione ecc”.
Dedicata ai motocicli, tricicli e quadricicli leggeri
Queste prove saranno eseguite appunto sul nuovo circuito, per tutta la gamma a due, tre e quattro ruote: sostanzialmente, quindi, tutta la produzione Piaggio e Aprilia di motocicli, tricicli e quadricicli leggeri.
Interventi OT – Planimetria degli interventi previsti per la realizzazione della oval track
goWEM!: Come si è scelto di intervenire sull’esistente? Sono state recuperate alcune parti?
"Chiarisco meglio questo aspetto perché è particolarmente importante nel nostro lavoro: se in un tracciato è presente una transizione fra un tratto piano e uno inclinato, e questa non è calcolata nella maniera corretta, gli accelerometri vanno, come si dice in gergo, in saturazione".
"Questo, in termini pratici, significa che una grande quantità di dati andrà persa, perché quando finalmente gli accelerometri si stabilizzano a quell’inclinazione, a una velocità di 90 km/h, la curva è ormai già terminata. Lo scopo del nostro lavoro progettuale sulle transizioni, quindi, era quello di garantire che il dato proveniente dagli accelerometri e dai sensori utilizzati fosse il più pulito possibile. L’andamento più regolare e simmetrico del tracciato è finalizzato proprio a questo”.
Interventi NT – Planimetria degli interventi previsti per la noise track, evidenziata in verde
goWEM!: Sono state preparate varie versioni del progetto?
[Zaffelli]: “Sulla base dello studio preliminare affidato a un’altra azienda è stata indetta una gara di progettazione, che abbiamo vinto. A quel punto, abbiamo iniziato a calare lo studio nella realtà di Piaggio e prodotto un numero enorme di iterazioni: non ricordo il numero preciso, ma abbiamo valutato davvero moltissime ipotesi, anche perché il proving ground di Pontedera, una volta completate le due fasi di lavoro previste, avrà davvero molte piste in più”.
Quello del proving ground Piaggio è il terzo progetto per cui Dromo si avvale di Carba srl come contractor
goWEM!: Scopriamo allora le caratteristiche dei vari elementi che compongono il proving ground.
[Zaffelli]: “Oltre all’ovale e alla noise track, che abbiamo realizzato quest’anno con Carba per la prima fase dei lavori, sono già state progettate anche la handling track e tutti i percorsi in salita e discesa, pavimentazioni speciali e rettilineo d’accelerazione, da costruire successivamente".
"La noise track viene utilizzata per far passare un mezzo davanti a dei microfoni che misurano il rumore emesso in una maniera riproducibile e comparabile in qualsiasi proving ground: serve quindi a verificare l’ottenimento di un certo risultato in vista dell’omologazione dei mezzi".
Forma, drenaggi e distanza dagli ostacoli verticali sono previsti in modo molto specifico dalla norma".
"La handling track, una delle quattro zone d’intervento previste per la fase 2, serve invece per capire come il mezzo si muove nelle curve da un lato all’altro, quindi per sviluppare il telaio”.
Transizioni in curva
Le transizioni in curva fra tratti di diversa inclinazione sono la parte più delicata e fondamentale da eseguire, perché determinano l’attendibilità del dato proveniente dagli accelerometri
goWEM!: Quali sono le ragioni che hanno dettato questa divisione in due fasi di lavoro distinte?
[Zaffelli]: “Essenzialmente si tratta di un ordine di priorità sul piano del testing: lo scopo era quello di dotare Piaggio nel minor tempo possibile dei tracciati il cui utilizzo era più urgente, ovvero la oval track e la handling track, andando di pari passo coi budget allocati da un punto di vista industriale. Questo perché ci sono stati, come è noto, importanti aumenti dei prezzi, e la soluzione migliore ci è sembrata quella di spacchettare il lavoro in due fasi, anziché realizzarlo tutto insieme”.
Per la oval track e la noise track sono stati creati appositi mix pavimentazione con caratteristiche speciali
goWEM!: Come cambiano i requisiti del mix pavimentazione previsto da un circuito all’altro del proving ground Piaggio, e che differenza c’è fra le miscele impiegate per un tracciato di prova e quelli degli autodromi?
[Zaffelli]: “In particolare il mix della noise track deve essere certificato in base alla norma ISO 10814:1996 sulla vibrazione meccanica, mentre gli altri sono mix speciali, specificamente preparati in base al tipo di inclinazione prevista o di prova da realizzare".
"Il caso degli autodromi è molto diverso a livello di miscela bituminosa, perché viene privilegiato un livello omogeneo del grip (basso o alto che sia, ma generalmente molto alto). Nei circuiti di prova, invece, il livello del grip deve essere tarato in base a quello che richiede il tipo di test: se in un campo prova ci viene richiesto un grip di 0.6, noi dobbiamo ottenere una miscela che garantisca quel preciso valore. Su una pista non c’è un valore massimo”.
Supporto & monitoraggio continuo
“Offriamo tutto il nostro supporto e un monitoraggio continuo al contractor, e Carba è un contractor che ascolta” – Jarno Zaffelli, Dromo Circuit DesigngoWEM!: Parlando in precedenza con noi del circuito di Cremona [qui l’articolo] aveva fatto riferimento al vostro approccio, che è quello di mettere sotto pressione, in un certo senso sfidare l’ingegneria con idee innovative e talvolta con alto tasso di difficoltà realizzativa: è stato così anche per il proving ground di Pontedera?
[Zaffelli]: “Questo circuito è stato molto difficile da costruire e per vari aspetti, in primo luogo per la difficoltà di trovare produttori e materiali locali (entro un raggio massimo di 100 km) in grado di ottenere i mix speciali realizzati ad hoc, con le caratteristiche necessarie per le pavimentazioni, e in secondo luogo per le inclinazioni laterali molto rilevanti: 18° (34-35%), con delle transizioni calcolate in modo tale da rendere difficile la costruzione con macchinari tradizionali".
"Ovviamente si tratta di esperienze che noi abbiamo già affrontato per altri cantieri, ma non in Italia, e quindi offriamo tutto il nostro supporto al contractor, che è una figura fondamentale”.
Dromo esegue la scansione laser di ogni fase di lavoro eseguita, verificando le tolleranze e interagendo strettamente con l’ufficio tecnico Carba
goWEM!: A proposito di contractor, qual è il vostro rapporto con Carba e in particolare con il suo ufficio tecnico?
"Carba lavora sotto uno stretto controllo da parte nostra, i nostri tecnici li supportano costantemente a livello di laboratorio e noi stessi interveniamo con misurazioni ed evidenziando eventuali anomalie geometriche o qualitative".
“Noi ricostruiamo attraverso scansioni laser gli as built di ogni lavorazione eseguita, tenendo quindi lo stato di avanzamento monitorato sia a livello assoluto, cioè rispetto a quanto il cliente ha richiesto a noi e alla ditta appaltatrice, sia a livello relativo, ovvero ad esempio verificando che le tolleranze siano rispondenti ai criteri qualitativi da progetto".
"La filosofia è quella di collaborare e darsi una mano in tempo reale, procedendo strato per strato, senza aspettare che il lavoro sia finito per giudicare il risultato. Ci muoviamo in questo modo con tutti i contractor: la differenza è che Carba è un’azienda che ascolta molto e con cui si lavora in modo soddisfacente”.
Il dialogo di Dromo col contractor e la presenza costante sono volti a evitare rilavorazioni successive
goWEM!: La prima fase dei lavori, conclusa lo scorso luglio, ha presentato ostacoli imprevisti?
Nel mese di luglio ci siamo trovati a dover asfaltare con temperature altissime e questo ci ha obbligato a tenere un ritmo più basso di quello che avevamo previsto, perché il materiale non voleva saperne di raffreddarsi.
"Questa è un’altra differenza che caratterizza il nostro lavoro rispetto a quello su infrastrutture viarie meno specialistiche: un clima come quello della scorsa estate sarebbe stato anche propizio per asfalti tradizionali, ma nel caso di geometrie come quelle previste dal nostro circuito non lo è affatto”.
goWEM!: La consulenza di Dromo Circuit Design prosegue anche durante tutta la vita utile del manufatto, ad esempio nel caso in cui si rendano necessarie modifiche successive?
Non cerchiamo lavori ‘one shot’ ma rapporti che ci permettano di seguire l’opera lungo l’intero ciclo di vita".
"Ecco un ulteriore motivo per cui è importante realizzarla bene sotto ogni aspetto: questo facilita il lavoro a noi ma anche al committente in un secondo momento. Si tratta anche di un tipo di consulenza che i clienti apprezzano molto nella nostra proposta, perché molti studi di ingegneria, non essendo specializzati in questo ambito, non sono in grado di offrirlo".
"Le campagne di monitoraggio dei circuiti di cui ci occupiamo, come ad esempio quello francese di Paul Ricard a Le Castellet, o lo Zandvoort in Olanda, sono una costante del nostro lavoro”.
La priorità data alla realizzazione di oval track e noise track rispetto alle altre zone d’intervento ha portato alla scelta di dividere il lavoro in due fasi
goWEM!: Come è organizzato il team di Dromo? C’è un referente per ogni circuito o una divisione per aree di competenza?
[Zaffelli]: “Ci sono diverse figure che si occupano delle varie problematiche. L’ingegner [Federico Venarucci] si occupa della progettazione e della analisi dei dati. L’ing. [Filippo Piccoli] ed [Elisabetta Terenziani] si occupano dei rilievi e delle restituzioni dei dati".
"Io sono il coordinatore e il fondatore, e mi occupo del rapporto col cliente. In corso d’opera, in ogni caso, ci sono delle rotazioni tra tutti noi, a seconda della professionalità di cui c’è bisogno”.
