Client
CHIARATO Carbon Racing Wheelchairs
Category
Simulazione Aerodinamica CFD, Analisi e Calcoli, Calcoli Strutturali FEM
Tags
Fluidodinamica, carrozzine paralimpiche, carrozzine per Atletica, Aerodinamica
Team
Carlo Pasquinucci
Marco Simonelli
Simone Franceschetti
Davide Mavillonio
Quanto è cruciale la simulazione aerodinamica per vincere una medaglia Olimpica?

Simulazione aerodinamica CFD nella progettazione di carrozzine paralimpiche

La CFD (Computational Fluid Dynamics) trova applicazione in numerosi settori, ma uno degli ambiti più affascinanti è sicuramente quello delle carrozzine paralimpiche. In particolare, nell’atletica paralimpica, dove la propulsione è generata direttamente dall’atleta senza l’ausilio di cambi o rapporti, l’efficienza aerodinamica può fare la differenza tra una medaglia d’oro e una sconfitta.

 

Questo progetto, sviluppato da Simone Franceschetti in collaborazione con CHIARATO Carbon Racing Wheelchairs, si è concentrato proprio sull’ottimizzazione aerodinamica di una carrozzina da corsa.

Miglioramento aerodinamico

+ 0 %
0 W

Risparmio potenza a 30 km/h

La para-atletica: Categorie e Innovazioni Tecnologiche

La para-atletica comprende diverse categorie che accolgono atleti con disabilità uditive, visive e fisiche. Durante i recenti Giochi Paralimpici di Tokyo, l’Italia ha brillato con un medagliere record di 80 medaglie, tra cui 14 ori. Un momento memorabile è stato il podio tutto italiano nei 100 metri T63, conquistato da Ambra Sabatini, Martina Caironi e Monica Graziana Contraffatto. Questa categoria è riservata agli atleti con amputazione di una gamba sopra il ginocchio che corrono con una protesi.

Per gli atleti che non utilizzano entrambe le gambe, esistono categorie specifiche (T52-54) che prevedono l’uso di carrozzine da corsa. È proprio in questa disciplina che il nostro lavoro si inserisce. Tra i grandi campioni italiani ricordiamo Alex Zanardi, fonte d’ispirazione per molti, incluso Giovanni Achenza, bronzo nel para-triathlon a Tokyo, che ha dedicato la sua vittoria proprio a Zanardi.

Negli ultimi anni, il livello di competizione è aumentato grazie a importanti innovazioni aerodinamiche e all’uso di materiali avanzati. Zanardi, ex pilota di Formula 1, ha introdotto queste tecniche nel para-ciclismo, mentre Marcel Hug, maratoneta svizzero, si è distinto per la sua posizione estremamente aerodinamica e l’uso di un casco argentato.

Per garantire l’equità nelle competizioni e la sicurezza degli atleti, è stato introdotto un regolamento specifico sull’equipaggiamento, che da quest’anno include anche dispositivi aerodinamici. Il regolamento vieta l'uso di carenature o dispositivi simili con lo scopo di migliorare le prestazioni aerodinamiche.

Foto di repertorio delle paralimpiadi e della coppa del mondo di velocità

Analisi della resistenza aerodinamica nelle Carrozzine da corsa

CHIARATO Carbon Racing Wheelchairs, azienda specializzata nella produzione di carrozzine da corsa, ha collaborato con Asotech per ottimizzare l’aerodinamica della sua più recente carrozzina da para-triathlon. Partendo dalla modellazione 3D della carrozzina e dell’atleta, sono state condotte analisi CFD per identificare le aree con il maggiore impatto sulla resistenza aerodinamica (DRAG) e intervenire su di esse.

L'analisi ha rivelato che la scia generata dal corpo della carrozzina rappresenta una componente preponderante della resistenza totale, con il pressure drag che può raggiungere il 95% del DRAG complessivo. Ridurre questa scia è stato un obiettivo prioritario, rispettando però il regolamento e mantenendo l’integrità del progetto originale. Gli interventi si sono concentrati sulla riduzione della pressione nella cavità frontale formata dal corpo dell’atleta e sull’aumento della pressione posteriore per limitare l’effetto di risucchio.

Le modifiche alla protezione dei piedi, ai parafanghi, all’assale e al corpo di sterzo hanno portato a un miglioramento significativo delle prestazioni, con una riduzione del DRAG di oltre il 12%. Dato che la carrozzina incide per il 30-35% all’interno del sistema, questo miglioramento si traduce in un notevole vantaggio competitivo.

Vantaggi concreti per gli Atleti Paralimpici

Nella para-atletica, anche una piccola riduzione della resistenza può facilitare notevolmente l’atleta, poiché il sistema uomo-carrozzina è intrinsecamente inefficiente (circa il 18%, misurato).

Grazie all'intervento di Asotech, la carrozzina da corsa sviluppata per CHIARATO Carbon Racing Wheelchairs ha ottenuto un miglioramento aerodinamico del 12%, riducendo significativamente la resistenza al DRAG. Questo ha permesso agli atleti paralimpici di risparmiare fino a 60 watt di potenza a 30 km/h, offrendo un vantaggio competitivo fondamentale nelle competizioni di alto livello, senza compromettere la conformità ai regolamenti internazionali.

For more info, contact:

Davide Mavillonio
Division Manager
CAE Dept.