La storia dell'automobile non è fatta solo di successi. Per ogni motore che ha conquistato il mercato, decine di alternative sono state progettate, brevettate, sperimentate e poi abbandonate. Alcune erano troppo avanti per i loro tempi, altre nascondevano difetti insuperabili, altre ancora sono state vittime della politica o dell'economia. Questa guida racconta i motori più affascinanti che hanno sfidato il dominio del classico motore a pistoni — alcuni con risultati sorprendenti, tutti con storie che vale la pena conoscere.
Il motore Wankel (rotativo)
La storia
Nel 1919, un ragazzo tedesco di diciassette anni di nome Felix Wankel fece un sogno: un'auto con un motore fatto solo di parti rotanti, senza pistoni che vanno su e giù. Passò i successivi quarant'anni a trasformare quel sogno in realtà. Negli anni '50, collaborando con la casa motociclistica NSU di Neckarsulm, Wankel sviluppò il primo motore rotativo funzionante. Il principio era rivoluzionario: eliminare completamente il moto alternato dei pistoni tradizionali, sostituendolo con un rotore triangolare che gira in modo continuo all'interno di una camera dalla forma particolare, detta epitrocoidale.
Come funziona
Il rotore ha tre facce. Mentre ruota eccentricamente all'interno della camera, crea tre spazi che cambiano continuamente volume. In ciascuno di questi spazi si compiono, in sequenza, le quattro fasi classiche: aspirazione, compressione, scoppio e scarico. Il risultato è che un singolo rotore produce tre scoppi per ogni giro completo — un'efficienza di ciclo superiore a qualsiasi motore a pistoni. Il tutto senza valvole, senza bielle, senza albero a camme: le uniche parti in movimento sono il rotore e l'albero eccentrico.
Chi l'ha provato
La NSU fu la prima a metterlo in produzione con la Spider nel 1964, seguita dalla Ro 80, un'elegante berlina che vinse il premio Auto dell'Anno 1968 ma fu distrutta dai problemi di affidabilità delle guarnizioni apicali del rotore. Citroën ci investì pesantemente, creando la M35 sperimentale e la GS Birotor — un disastro commerciale che contribuì alla crisi finanziaria della casa francese. Alfa Romeo sperimentò motori Wankel sulla 1750, General Motors progettò una Corvette con un quadrirotore da 420 CV che non vide mai la luce. Persino la Russia produsse circa 250 Lada “Zhiguli” con motore monorotore per la polizia e il KGB.
Ma il vero campione del Wankel fu Mazda. La casa giapponese ci credette più di tutti, producendo la leggendaria Cosmo Sport nel 1967, poi la serie RX che culminò con la RX-7 — un'icona delle auto sportive degli anni '80 e '90 — e infine la RX-8, l'ultima auto di serie con motore Wankel, uscita di produzione nel 2012. Ma il momento di gloria assoluta fu la vittoria alla 24 Ore di Le Mans nel 1991 con la 787B: il regolamento fu cambiato l'anno successivo per escludere i motori rotativi.
Perché non ha sfondato
I problemi del Wankel sono strutturali. Le guarnizioni apicali — le sottili strisce di materiale alle punte del rotore triangolare che sigillano le camere di combustione — sono soggette a un'usura estrema per l'attrito e le temperature. La camera di combustione, lunga e piatta, rende difficile una combustione completa: il risultato sono consumi elevati (fino al 20-30% in più di un equivalente a pistoni) e alte emissioni di idrocarburi incombusti. La coppia ai bassi regimi è scarsa perché il motore dà il meglio ad alti giri. Inoltre, il motore consuma olio di proposito — le guarnizioni ne hanno bisogno per la lubrificazione — il che complica il rispetto delle normative antinquinamento.
Oggi
Il Wankel non è morto. Mazda lo ha riportato nel 2023 sulla MX-30 R-EV come range extender: un piccolo motore rotativo che non muove le ruote direttamente, ma genera elettricità per ricaricare la batteria dell'auto ibrida plug-in. In questo ruolo — regime costante, nessuna necessità di coppia ai bassi — i difetti del Wankel diventano irrilevanti e i suoi pregi (compattezza, leggerezza, silenziosità) brillano. La stessa idea è in uso nel settore dei droni militari e professionali, dove il rapporto peso/potenza è tutto.
La turbina a gas
La storia
Se le turbine a gas fanno volare gli aerei, perché non possono muovere le auto? Questa domanda ossessionò gli ingegneri del dopoguerra. Il primo tentativo serio fu della Rover, che nel 1950 fece girare la JET1, ma il programma più ambizioso fu quello della Chrysler americana. Nel 1963, Chrysler costruì 55 esemplari della Turbine Car — una coupé dal design futuristico realizzato dalla carrozzeria italiana Ghia — e li affidò a 203 famiglie americane per un test su strada di tre mesi ciascuna.
Come funziona
Una turbina a gas aspira aria, la comprime, la riscalda in una camera di combustione e la espande attraverso una girante che produce il moto. A differenza di un motore a pistoni, non c'è moto alternato: tutto ruota. La Chrysler Turbine aveva due stadi di turbina e due rigeneratori che recuperavano il calore dei gas di scarico per preriscaldare l'aria in ingresso. Il motore pesava 186 kg — meno di un V8 dell'epoca — e produceva 130 CV con una coppia di 576 Nm disponibile fin da fermo. Non aveva bisogno di radiatore, di antigelo, di cambio olio. E poteva funzionare con qualsiasi combustibile liquido: benzina, diesel, cherosene, alcool. Durante un tour in Messico nel 1964, il presidente messicano Adolfo López Mateos la fece funzionare a tequila.
Perché non ha sfondato
Il motore a turbina è perfetto quando lavora a regime costante (come in un aereo in crociera), ma pessimo nei continui cambi di velocità di un'auto nel traffico. La risposta all'acceleratore era lenta — la turbina impiega secondi per variare regime. I consumi in uso urbano erano proibitivi. E le leghe speciali resistenti al calore per le palette della turbina rendevano i costi di produzione incompatibili con un'auto di serie. Dei 55 esemplari della Turbine Car, Chrysler ne distrusse 46 per motivi fiscali. I 9 sopravvissuti sono oggi pezzi da museo.
Il motore Stirling
La storia
Il motore Stirling fu inventato nel 1816 dal reverendo scozzese Robert Stirling — prima del motore a scoppio di Otto, prima del diesel di Rudolf Diesel. È il più antico motore termico a ciclo chiuso della storia. Per un secolo fu usato in applicazioni industriali, poi fu eclissato dal motore a combustione interna. Negli anni '70, con la crisi petrolifera, la NASA, Philips e diverse case automobilistiche (tra cui Ford e GM) tornarono a studiarlo come possibile alternativa per le automobili.
Come funziona
Il principio è elegante nella sua semplicità: un gas (di solito elio o idrogeno) viene ciclicamente riscaldato e raffreddato in un cilindro chiuso. Quando si riscalda, il gas si espande e spinge un pistone. Quando si raffredda, si contrae e il pistone torna indietro. La caratteristica fondamentale è che la combustione avviene all'esterno del motore — il gas di lavoro non viene mai a contatto con la fiamma. Questo significa che lo Stirling può funzionare con qualsiasi fonte di calore: benzina, gasolio, legna, carbone, energia solare, perfino il calore di scarto di un processo industriale.
Perché non ha sfondato
Lo Stirling è un motore di difficilissima progettazione. Non è “scalabile”: un modello che funziona perfettamente a una certa dimensione smette di funzionare se lo si ingrandisce o rimpicciolisce. Il rapporto potenza/peso è scarso — per ottenere potenze paragonabili a un motore a scoppio serve un motore molto più grande e pesante. La risposta ai comandi è lentissima: il gas deve riscaldarsi e raffreddarsi, un processo che richiede secondi, non millisecondi. E il costo di produzione è alto per le leghe speciali necessarie a sopportare le temperature e le pressioni interne.
Oggi
Lo Stirling non ha avuto successo nell'automobile, ma ha trovato nicchie importanti: nei sottomarini svedesi della classe Gotland (dove la silenziosità è tutto), nella cogenerazione domestica (micro-centrali che producono insieme elettricità e calore), e nelle applicazioni spaziali (la NASA lo usa sulle sonde per convertire il calore del decadimento radioattivo in elettricità).
Il motore ad aria compressa
La storia
L'idea è affascinante nella sua semplicità: un motore alimentato da aria compressa contenuta in bombole ad alta pressione. Niente combustione, niente emissioni, niente carburante — solo aria. Il progetto più famoso fu Eolo, del francese Guy Nègre, un ex ingegnere di Formula 1 che fondò la MDI (Motor Development International). Il primo prototipo fu presentato al Motorshow di Bologna nel 2001 con grande clamore mediatico: un'auto da 7.000 euro che percorreva 100 km con meno di un euro. La produzione era prevista per il 2003 nello stabilimento di Ferentino, in provincia di Frosinone.
Come funziona
L'aria compressa a circa 300 bar viene immagazzinata in serbatoi rinforzati. Quando viene rilasciata, si espande violentemente e questa espansione muove un pistone o una turbina collegati all'albero motore. L'unica emissione è aria fredda (fino a -15°C), che in teoria potrebbe essere usata per il condizionamento dell'abitacolo. La ricarica avviene collegando l'auto a un compressore elettrico: circa 4-5 ore con una presa domestica, oppure pochi minuti in una stazione di ricarica ad alta pressione.
Perché non ha sfondato
I problemi erano insuperabili. L'efficienza complessiva del sistema era bassissima (circa il 10% senza contare gli attriti) — molto inferiore anche a quella di un motore a scoppio, per non parlare dell'elettrico. L'aria compressa, espandendosi, si raffredda a -40°C, formando ghiaccio che intasa le condotte. La densità energetica dell'aria compressa è molto inferiore a quella di qualsiasi carburante liquido: per avere un'autonomia accettabile servivano bombole enormi e pesantissime. La potenza era ridicola — circa 25 CV nella versione più ottimistica — e la scocca in fibra di vetro necessaria per contenere il peso non avrebbe mai superato i crash test europei.
La fabbrica di Ferentino non produsse mai un'auto. I 76 dipendenti assunti furono messi in cassa integrazione e poi licenziati nel 2005. Tata Motors acquistò la tecnologia nel 2007 promettendo il lancio entro il 2008, poi spostato al 2012, al 2015, al 2020. Ad oggi, nessuna auto ad aria compressa è mai entrata in produzione di serie.
Il motore a idrogeno (combustione interna)
La storia
Non parliamo qui della cella a combustibile (che è un dispositivo elettrochimico), ma di un motore a scoppio tradizionale che brucia idrogeno al posto della benzina. Il tentativo più serio fu quello di BMW con la Hydrogen 7, una Serie 7 presentata nel 2006 con un V12 da 6 litri capace di funzionare sia a benzina che a idrogeno liquido, con un pulsante sul volante per passare da un carburante all'altro.
Come funziona
In teoria è semplice: l'idrogeno viene iniettato nel cilindro al posto della benzina e bruciato normalmente. La combustione produce quasi esclusivamente vapore acqueo — niente CO2, niente particolato. I motori a pistoni possono essere adattati all'idrogeno con modifiche relativamente limitate: iniettori diversi, rapporti di compressione ottimizzati, materiali compatibili con l'idrogeno (che è molto aggressivo con alcune leghe).
Perché non ha sfondato
L'idrogeno brucia a temperature molto alte, il che produce ossidi di azoto (NOx) — gli stessi inquinanti del diesel. La potenza è inferiore rispetto alla benzina a parità di motore. Ma il problema principale è lo stoccaggio: l'idrogeno liquido deve essere mantenuto a -253°C in serbatoi criogenici estremamente costosi e ingombranti. Il serbatoio della BMW Hydrogen 7 conteneva 8 kg di idrogeno e pesava circa 150 kg. E l'idrogeno evapora: se l'auto sta ferma, il serbatoio si svuota da solo in circa 10-12 giorni. A questo si aggiunge l'assenza quasi totale di una rete di distribuzione. Il consenso dell'industria si è spostato verso la cella a combustibile o direttamente verso l'elettrico a batteria.
Il motore a vapore (revival moderno)
La storia
Il motore a vapore fu il primo motore della storia a muovere un veicolo: la “fardier” di Nicolas-Joseph Cugnot nel 1769. Per tutto l'Ottocento, le auto a vapore rivaleggiarono con quelle a benzina. Nel 1906, la Stanley Steamer stabilì il record di velocità su terra a 205 km/h — un record per auto a vapore che resistette per oltre un secolo. Le auto a vapore erano silenziose, potenti ai bassi regimi, e non avevano bisogno del cambio. Ma alla fine persero la battaglia contro il motore a scoppio, che era più leggero, si avviava più rapidamente e non richiedeva una caldaia.
I tentativi moderni
Nel 2009, il team britannico guidato da Don Wales (nipote di Sir Malcolm Campbell) stabilì un nuovo record di velocità per auto a vapore a 225 km/h con la British Steam Car, battendo il record della Stanley Steamer dopo 103 anni. Negli stessi anni, la americana Cyclone Power Technologies sviluppò il motore Cyclone Mark V: acqua riscaldata in un generatore di vapore compatto, capace di funzionare con qualsiasi combustibile. Prometteva 100 CV da un motore grande come un pallone da basket, con efficienza termica del 30%. Ma i costi si rivelarono proibitivi e il progetto non raggiunse mai la produzione.
Perché il vapore non tornerà
Il tempo di avviamento rimane il problema fondamentale: anche i sistemi moderni richiedono minuti per portare l'acqua a temperatura, contro i secondi di un motore a scoppio. Il peso della caldaia e del sistema di condensazione è significativo. E l'efficienza, per quanto migliorata, resta inferiore a quella di un motore diesel o, soprattutto, di un motore elettrico.
Il motore HCCI
La storia
L'HCCI (Homogeneous Charge Compression Ignition, accensione per compressione di carica omogenea) non è un motore diverso, ma un modo diverso di far funzionare un motore a benzina: invece di accendere la miscela con una scintilla (come nel ciclo Otto) o iniettare il carburante in aria surriscaldata (come nel diesel), nell'HCCI la miscela aria-benzina viene compressa fino a quando si accende spontaneamente in modo uniforme in tutta la camera di combustione — senza candela e senza fiamma localizzata. Il risultato è un'efficienza paragonabile al diesel con le emissioni basse del benzina.
Perché è così difficile
Il problema dell'HCCI è il controllo. L'autoaccensione dipende da pressione, temperatura, composizione della miscela e velocità di compressione — variabili che cambiano continuamente al variare dei giri e del carico. In pratica, funziona solo in una finestra molto ristretta di regimi e carichi: sotto quel range la miscela non si accende, sopra si accende in modo incontrollato (detonazione). Nessun costruttore è mai riuscito a far funzionare l'HCCI su tutto l'arco di utilizzo di un motore stradale.
L'esperimento di Mazda
Il tentativo più vicino al successo è stato lo Skyactiv-X di Mazda, introdotto nel 2019. Non è un vero HCCI: Mazda lo chiama SPCCI (Spark Controlled Compression Ignition). Usa una candela per innescare una piccola combustione che aumenta la pressione nel cilindro quel tanto che basta per far autoaccendere il resto della miscela. È un compromesso ingegnoso che funziona nel mondo reale, ma i vantaggi in termini di consumi si sono rivelati modesti (circa il 10-15% rispetto a un benzina turbo) e insufficienti a giustificare la complessità e il costo aggiuntivo.
Il motore a pistoni opposti
La storia
L'idea dei pistoni opposti (opposed piston) risale alla fine dell'800: due pistoni condividono lo stesso cilindro, muovendosi uno verso l'altro. Non c'è testata, non ci sono valvole — l'aspirazione e lo scarico avvengono attraverso luci laterali scoperte dal movimento dei pistoni, come in un 2 tempi. Il principio fu usato su larga scala nei motori diesel aeronautici della Seconda Guerra Mondiale (Junkers Jumo 205) e nei carri armati.
Il tentativo moderno: Achates Power
L'azienda americana Achates Power, fondata nel 2004, ha lavorato per quasi vent'anni su un motore diesel a pistoni opposti pensato per i veicoli commerciali. Il loro motore a 3 cilindri e 6 pistoni prometteva un'efficienza superiore del 30% rispetto a un diesel convenzionale, grazie all'assenza della testata (che in un motore normale è la principale fonte di dispersione termica), alla combustione più efficiente e alla riduzione degli attriti. L'esercito americano lo ha testato con interesse per i veicoli militari.
Perché non ha sfondato
Il motore a pistoni opposti richiede un sistema meccanico complesso per sincronizzare il movimento dei due alberi a manovella. La lubrificazione delle luci di scarico è problematica. E il grande ostacolo è normativo: le emissioni sono difficili da contenere perché il sistema di travaso è simile a quello del 2 tempi, con il rischio di cortocircuito tra la carica fresca e i gas di scarico. Nonostante vent'anni di sviluppo e centinaia di milioni di dollari investiti, Achates non è mai arrivata alla produzione di serie.
Gli altri tentativi
Oltre ai motori trattati in dettaglio, la storia è piena di altri tentativi affascinanti.
Il motore a camme (cam engine) elimina biella e manovella, convertendo il moto dei pistoni in rotazione tramite profili a camma ondulati. Compatto e con meno vibrazioni, ma con problemi di usura delle camme e costi di produzione.
Il motore a disco oscillante (Scotch yoke), dove il pistone è collegato direttamente a un giogo che scorre su un disco rotante. Riduce gli attriti laterali del pistone ma introduce nuove fonti di usura.
Il motore a detonazione rotante (Rotating Detonation Engine), studiato dalla NASA e dalla DARPA, usa onde di detonazione continue che viaggiano in una camera anulare. Efficienza teorica superiore a qualsiasi turbina, ma siamo ancora nella fase della ricerca di base.
E infine la Ford Nucleon del 1958 — un concept di auto a energia nucleare con un piccolo reattore nel bagagliaio. Non fu mai costruita per ovvi motivi, ma il fatto che qualcuno l'abbia progettata seriamente racconta molto sull'ottimismo tecnologico (e sulla poca coscienza dei rischi) dell'era atomica.
Cosa ci insegnano questi motori
Nessuno di questi motori è stato un “fallimento” in senso assoluto. Il Wankel ha vinto Le Mans, la turbina Chrysler ha funzionato a tequila, lo Stirling alimenta i sottomarini più silenziosi del mondo. Ogni tentativo ha spinto in avanti la conoscenza ingegneristica e ha influenzato i motori che usiamo oggi: il ciclo Atkinson usato nelle ibride Toyota deve molto agli studi sullo Stirling, i turbocompressori moderni sono figli della tecnologia delle turbine a gas, e i materiali ceramici sviluppati per il Wankel sono oggi nei freni delle supercar.
La lezione è che l'innovazione nell'automobile non è mai lineare. Il motore “giusto” non è necessariamente il migliore in assoluto — è quello che nel momento giusto offre il miglior compromesso tra prestazioni, costi, affidabilità e compatibilità con le infrastrutture esistenti. Oggi quel compromesso si sta spostando verso l'elettrico, ma come dimostra la storia, nessuna tecnologia è per sempre.
