Ci stiamo avvicinando rapidamente verso una rivoluzione epocale della mobilità, che entro il 2035 sarà (probabilmente) stravolta rispetto a come la conosciamo oggi. Ad imporre questo cambiamento non sono soltanto i vari paletti imposti dalla Commissione Europea – primo tra tutti lo stop ai veicoli a motore endotermico previsto per il 2030 – ma siamo soprattutto noi cittadini, che stiamo dettando nuove abitudini. Abbiamo sempre più l’esigenza di avere una mobilità più sostenibile ed “intelligente”, che inevitabilmente modificherà non solo i mezzi di trasporto, ma anche le strade, le città stesse e il modo in cui le vivremo.

Questo tema è stato affrontato dai ricercatori del Centro di Technology Foresight del Politecnico di Milano nella ricerca “Il futuro della mobilità sostenibile. Come ci muoveremo nel 2035?”. Il team di studio ha messo sotto la lente d’ingrandimento alcuni elementi – circa 50 tecnologie e innovazioni legate alla mobilità – che saranno protagoniste durante i prossimi anni.  Per i ricercatori del Politecnico i veicoli saranno quasi esclusivamente elettrici, la guida autonoma sarà la normalità nei mezzi pubblici, si assisterà a un graduale abbandono dell’auto privata a favore dello sharing e dell’utilizzo dei mezzi pubblici, le città saranno implementate con infrastrutture energetiche e per la mobilità costruite ad hoc; quest’ultima sarà più inclusiva nei confronti di anziani e disabili, e infine, grazie alle possibilità offerte dal lavoro da remoto, cambieranno le ragioni per spostarsi e le modalità con le quali sceglieremo di trasferirci da un luogo all’altro.

Tecnologie e innovazioni chiave per la mobilità sostenibile del futuro

Non è possibile prevedere esattamente il futuro, ciò nonostante, attraverso l’elaborazione di studi ed analisi di settore e grazie ad interviste e workshop i ricercatori hanno individuato le tecnologie e le innovazioni che delineeranno la nuova mobilità delle persone nelle aree urbane, indipendentemente da scenari alternativi che potrebbero realizzarsi. Sono state suddivise in tre gruppi: sistemi di trasporto, infrastrutture urbane e politiche.

 I sistemi di trasporto del futuro

Veicoli a guida autonoma di livello 4. Veicoli automatizzati a guida prevalentemente autonoma (senza controllo umano) all’interno di un contesto operativo ben definito. Al di fuori di queste situazioni specifiche, il controllo dell’auto torna alla guida umana, ad eccezione delle situazioni in cui il conducente umano non risponde in modo appropriato a una richiesta di intervento.

Veicoli a guida autonoma di livello 5. Si tratta di mezzi completamente autonomi (senza controllo umano) in tutte le condizioni di guida e ambientali, comprese le auto private/condivise e gli autobus/navette per il trasporto pubblico. Pertanto, non sono vincolati da perimetri virtuali o influenzati dalle condizioni meteorologiche e le persone sono trasportate comodamente ed efficientemente senza la necessità di avere un autista. L’unico coinvolgimento umano è quello necessario per impostare una destinazione.

Trasporto pubblico su richiesta. Si tratta di un’alternativa ai veicoli personali o ai taxi. L’obiettivo è quello di integrare il trasporto pubblico in aree con accesso ridotto (per le scuole, gli anziani, gli impiegati) e gestire i viaggi a tarda notte o nelle ore non di punta. Si andranno a fornire soluzioni di trasporto semplificate per abbinare l’offerta alla domanda in modo efficiente sulla base dei dati raccolti.

Mobilità guidata dall’analisi dei dati. Già oggi i mezzi di trasporto generano una grande quantità di dati. Raccogliere, comprendere e generare conoscenza da questi dati non strutturati è la chiave del successo nel frenetico settore della mobilità. L’analisi di questi dati permetterà lo sviluppo di piattaforme in tempo reale per aumentare la sicurezza, ridurre l’impatto ambientale e migliorare l’efficienza del trasporto pubblico.

Veicoli connessi all’interno dell’ecosistema IoT. Sono veicoli che si connettono tramite reti wireless ad altri veicoli, a infrastrutture (noto anche come vehicle-to-everything) e a dispositivi mobili nelle vicinanze. I mezzi hanno già sensori e tecnologie abilitanti (per esempio GPS e diagnostica di bordo). In questo quadro risultano fondamentali gli investimenti nello sviluppo di tecnologie di comunicazione 5G per garantire velocità e affidabilità nel trasferimento dei dati. È necessaria anche una regolamentazione apposita per disciplinare le operazioni dei veicoli connessi e gli aspetti della privacy.

Veicoli a motore elettrico. Un veicolo elettrico è un mezzo che utilizza solo energia chimica immagazzinata in batterie ricaricabili, senza alcuna fonte secondaria di propulsione, affidandosi a motori elettrici e controllori di motore. L’uso di questi veicoli in un contesto urbano può ridurre l’inquinamento atmosferico e acustico e migliorare il comfort cittadino.

Veicoli a combustibile alternativo: idrogeno. Per le strade circoleranno veicoli a motore che funzionano a idrogeno emettendo… acqua. Oggi l’idrogeno viene prodotto attraverso il processo di reforming del gas naturale, con consistenti emissioni di CO₂ (“idrogeno grigio”). La prospettiva di poterlo produrre senza rilascio di CO₂, attraverso elettrolisi, con energia rinnovabile (“idrogeno verde”), processi di reforming con cattura della CO₂ (“idrogeno blue”) o pirolisi del metano (“idrogeno turchese”) rende l’idrogeno un promettente candidato a vettore energetico sostenibile. Le celle a combustibile a idrogeno sono molto allettanti per la locomozione dei veicoli, e la maggior parte delle grandi case automobilistiche hanno programmi di ricerca dedicati. La produzione, lo stoccaggio, il trasporto e l’utilizzo dell’idrogeno come combustibile sono passi essenziali nello sfruttamento di questa fonte alternativa di energia.

Veicoli con altri carburanti di derivazione non fossile. Sono una tipologia di veicoli che utilizzano carburanti diversi da quelli a base di petrolio (benzina o diesel). Questa tecnologia si riferisce a soluzioni di alimentazione del motore che creano zero emissioni nette di anidride carbonica. In questo quadro biocarburanti ed e-fuel sono tra le soluzioni più promettenti. In tutto il mondo lo sviluppo di alternative pulite è diventato una priorità per molti governi a causa dell’impatto ambientale generato dai carburanti di origine fossile in termini di emissioni di CO₂. In ogni caso è importante porre attenzione ai possibili impatti che questi carburanti alternativi possono avere a lungo termine e valutare le emissioni per l’intero ciclo di produzione, soprattutto se una tecnologia viene utilizzata su larga scala.

Dispositivi di mobilità personale. Si tratta di una classe di veicoli di micro-mobilità compatti e motorizzati destinati al trasporto personale. Questi dispositivi comprendono monopattini a pedali, scooter elettrici, monocicli elettrici, hoverboard elettrici, skateboard, pattini a rotelle e dispositivi simili. Negli ultimi anni, con la diffusione di questi mezzi nel mercato della sharing mobility, si è dimostrato che è sempre più necessario regolamentarli: molti paesi hanno già introdotto una serie di norme per garantire condizioni minime di sicurezza.

Veicoli volanti urbani. L’idea dei veicoli volanti ha affascinato l’uomo anche prima che esistessero le automobili. Non appena i mezzi di trasporto si sono evoluti, e la congestione del traffico è diventata un problema, il sogno stesso si è concretizzato sempre di più. Oggi i progressi nella miniaturizzazione dei sensori, nell’immagazzinamento dell’energia, nei motori elettrici e nell’intelligenza artificiale sembrano allinearsi per portare finalmente l’auto volante vicino alla realtà, anche se le sfide ingegneristiche che i veicoli volanti devono affrontare sono molteplici. I prototipi in fase di sviluppo tentano di combinare le migliori caratteristiche degli aerei e degli elicotteri e sono immaginati per il trasporto di un numero limitato di persone, come ad esempio i taxi volanti. Lo scenario ipotizzato richiederà drastici aggiornamenti ai sistemi e alle procedure di controllo del traffico aereo.

Esperienze di realtà aumentata. Saranno sempre più presenti strumenti digitali che sovrappongono la realtà esistente con elementi virtuali per aiutare i conducenti e i viaggiatori durante i loro spostamenti. La tecnologia della realtà aumentata può giocare un ruolo importante nell’interazione tra conducenti/passeggeri e veicoli a guida autonoma.

Esperienze di viaggi virtuali. Sarà interessante capire anche come si svilupperanno le esperienze di viaggio all’interno di un mondo virtuale. Verranno ricreate situazioni di vita reale utilizzando esperienze artificiali immersive, supportate dalla Realtà Virtuale (VR) e da dispositivi indossabili. Secondo i ricercatori, i viaggi virtuali saranno equiparati a quelli reali.

Le nuove infrastrutture urbane

Strade elettrificate. Una mobilità sempre più legata all’elettricità richiede strade che forniscono energia ai veicoli che le percorrono. Le implementazioni tipiche sono l’alimentazione a livello del suolo attraverso rotaie conduttive o bobine induttive incorporate nella strada e linee elettriche aeree poste al di sopra delle carreggiate. Le strade elettrificate rappresentano un vantaggio quando forniscono un’alternativa più pulita al motore a combustione, specialmente se l’energia proviene da fonti rinnovabili (come il vento o il sole). L’efficienza delle strade elettrificate è massima nel caso in cui si utilizzi una tecnologia di ricarica conduttiva.

Sistemi di sharing/pooling di veicoli sostenibili. Saranno sempre più diffusi i servizi di mobilità basati sulla partecipazione, che permettono di condividere veicoli all’interno di una rete distribuita, disponibile 24 ore al giorno. L’adozione di questa tecnologia è riferita sia ai veicoli a quattro ruote che alla micro-mobilità. Nello specifico, le aree analizzate sono le città medie, le piccole città e un contesto diverso dall’area metropolitana. Una delle principali sfide da superare sarà quella di garantire un accesso veloce ai servizi di ride-hailing e car-sharing on-demand. La connettività dei veicoli porterà il beneficio decisivo di migliorare le condizioni del traffico, compensando la minor comodità dovuta al non avere più un mezzo proprio e dover dipendere da mezzi condivisi.

Hub di mobilità multimodale. Acquisiranno ancora maggiore importanza le infrastrutture di servizi di mobilità posizionate in punti chiave di accesso al centro della città, snodi che permettono di passare agilmente tra diversi mezzi di trasporto. Queste strutture possono potenzialmente rispondere alle diverse esigenze dei pendolari, definendo così un centro città senza auto. Gli hub di mobilità multimodale combinano varie soluzioni pubbliche e private, facilitano le connessioni e i cambiamenti, e promuovono una mobilità sostenibile combinando e strutturando varie soluzioni per soddisfare le esigenze di un maggior numero di utenti rispetto agli attuali percorsi lineari.

Smart grid. Le città saranno caratterizzate da una rete elettrica che consente un flusso bidirezionale di elettricità e di dati con una tecnologia di comunicazione digitale che permette il rilevamento, la risposta e la reazione proattiva ai cambiamenti nell’uso dell’energia o ad altri problemi. Le smart grid hanno capacità di autoriparazione e permettono ai loro utilizzatori di diventare partecipanti attivi.

Le politiche necessarie

 Aree urbane con restrizioni di accesso. Saranno riviste e implementate le restrizioni alla circolazione e alla sosta delle auto in una particolare area della città. Queste soluzioni sono tipicamente applicate nel centro della città per proteggere il trasporto pubblico dalla congestione del traffico privato, migliorando così la sua competitività e aumentando l’attrattività degli spazi pubblici. Per attuare con successo questa politica, la città deve fornire un’offerta di trasporto pubblico adattata alla domanda facendo leva anche su soluzioni in sharing. È essenziale proporre inoltre infrastrutture dedicate a mezzi di trasporto alternativi e non inquinanti, come le piste ciclabili.

Incentivi fiscali per spostamenti sostenibili. Una politica fondamentale sarà quella legata agli incentivi pubblici introdotti per favorire la sostituzione dei veicoli inquinanti con mezzi di trasporto più sostenibili. Molte alternative sono attualmente implementate in tutto il mondo, come incentivi per muoversi lontano dalle ore di punta o per spostamenti quotidiani di media-lunga percorrenza con il trasporto pubblico. Altri incentivi economici riguardano prezzi flessibili ai mezzi pubblici, sostegni economici per l’acquisto di mezzi sostenibili o l’adattamento della tassazione a comportamenti sostenibili del singolo.

Tassa di accesso calcolata sul livello di emissioni del mezzo. Interessante sarà il pagamento di una tassa in base al livello di sostanze inquinanti rilasciate nell’ambiente (per esempio, emissioni nell’aria e nelle acque reflue o rifiuti solidi). Il consumatore paga un importo fisso per ogni unità di inquinante emessa o smaltita, potendo scegliere di inquinare e pagare la tassa o installare sistemi per prevenire o ridurre il livello di inquinamento. Per attuare questo tipo di politica, è necessaria un’infrastruttura per elaborare i dati di accesso alle aree urbane. Questa è composta principalmente da sensori sul campo e server di elaborazione dati.

Tecnologie già presenti, è necessario svilupparle e applicarle

Secondo i ricercatori del Centro di Technology Foresight del Politecnico, c’è un’alta probabilità di avere tutte le tecnologie analizzate completamente sviluppate e pronte per essere implementate in Italia entro il 2035. Le uniche eccezioni possono essere i veicoli autonomi di livello 5 e i veicoli volanti urbani, per i quali probabilmente sarà necessario attendere un periodo di tempo più lungo per raggiungere il livello di maturità richiesto.

A livello di impatto sulla collettività, nello studio si legge che le tecnologie e le innovazioni principali della mobilità aiuteranno sostanzialmente nel raggiungimento degli Obiettivi per lo sviluppo sostenibile – Sustainable Development Goals, SDGs – sottoscritti dai governi dei 193 Paesi membri delle Nazioni Unite, e approvati dall’Assemblea Generale dell’ONU. In particolare, dei 17 obiettivi che compongono l’Agenda, quelli che riceveranno il supporto più importante sono nelle aree “Crescita socio-economica” e “Bisogni essenziali per la persona”.