Revisione critica sul recupero termico nelle turbomacchine di formula 1

Il presente lavoro di tesi si propone di analizzare in modo critico le prospettive e le sfide ingegneristiche legate al recupero termico a bordo delle vetture di Formula 1, alla luce della profonda rivoluzione regolamentare introdotta dalla FIA per la stagione 2026. L'eliminazione del sistema MGU-H (Motor Generator Unit - Heat) sposta radicalmente il baricentro dell'efficienza energetica della Power Unit, focalizzando l'attenzione sull'incremento di potenza dell'MGU-K e sull'introduzione di carburanti interamente sostenibili (E-Fuels). Tuttavia, tale semplificazione crea un "gap" di efficienza termica che richiede l'esplorazione di soluzioni tecnologiche alternative per evitare lo spreco di quote significative di energia degradata. Nella prima parte dello studio, vengono gettati i fondamenti teorici delle micro-turbomacchine e dei cicli termodinamici non convenzionali, con particolare riferimento al Ciclo Rankine Organico (ORC). Vengono esaminate le proprietà dei fluidi di lavoro organici in confronto al ciclo a vapore d'acqua classico, i criteri per la loro selezione e le caratteristiche fluidodinamiche della turbina radiale centripeta, affrontando i vincoli critici imposti dai fenomeni di miniaturizzazione. Successivamente, il lavoro mappa e valuta le potenziali tecnologie di recupero termico integrabili nel veicolo attraverso tre macroaree: il recupero dai gas di scarico tramite cicli bottoming a valle del turbocompressore, lo sfruttamento del calore a bassa temperatura (Low-Grade Heat) proveniente dai radiatori del sistema di raffreddamento, e l'estrazione di energia termica dai condotti di raffreddamento dei dischi freno mediante microturbine. Infine, viene presentata un'analisi comparativa e critica volta a valutare la fattibilità e l'integrazione di tali sistemi a bordo vettura. Lo studio evidenzia la potenziale sinergia tra i sistemi di recupero termico alternativi e l'MGU-K, concludendosi con una riflessione sulla sostenibilità globale e sul bilancio costi-benefici di queste tecnologie nel contesto del motorsport ad alte prestazioni.