Αυτοεπισκευαζόμενοι δρόμοι: Είναι επιτέλους δυνατοί βιώσιμοι δρόμοι;

• Συγγραφέας:
• όνομα συγγραφέα

  Quantumrun Foresight
• 25 Μαΐου 2023

Περίληψη Insight

Η αυξημένη χρήση οχημάτων έχει ασκήσει τεράστια πίεση στις κυβερνήσεις για συντήρηση και επισκευή δρόμων. Οι νέες λύσεις επιτρέπουν την ανακούφιση στην αστική διακυβέρνηση, αυτοματοποιώντας τη διαδικασία αποκατάστασης ζημιών στις υποδομές.   

Πλαίσιο αυτοεπισκευαζόμενων δρόμων

Το 2019, οι πολιτειακές και τοπικές κυβερνήσεις στις ΗΠΑ διέθεσαν περίπου 203 δισεκατομμύρια δολάρια ΗΠΑ, ή το 6 τοις εκατό των συνολικών άμεσων γενικών δαπανών τους, για αυτοκινητόδρομους και δρόμους, σύμφωνα με το Urban Institute. Αυτό το ποσό κατέστησε τους αυτοκινητόδρομους και τους δρόμους την πέμπτη μεγαλύτερη δαπάνη όσον αφορά τις άμεσες γενικές δαπάνες για εκείνο το έτος. Αυτή η δαπάνη τράβηξε επίσης την προσοχή των επενδυτών που ενδιαφέρονται να επινοήσουν καινοτόμες λύσεις για τη μεγιστοποίηση της αξίας αυτών των επενδύσεων σε δημόσιες υποδομές. Συγκεκριμένα, ερευνητές και νεοφυείς επιχειρήσεις πειραματίζονται με εναλλακτικά υλικά ή μείγματα για να κάνουν τους δρόμους πιο ανθεκτικούς, ικανούς να κλείνουν φυσικά τις ρωγμές.

Για παράδειγμα, όταν θερμαίνεται επαρκώς, η άσφαλτος που χρησιμοποιείται στους παραδοσιακούς δρόμους γίνεται ελαφρώς λιγότερο πυκνή και διαστέλλεται. Ερευνητές στην Ολλανδία χρησιμοποίησαν αυτή την ικανότητα και πρόσθεσαν ίνες χάλυβα στο μείγμα δρόμου. Καθώς ένα επαγωγικό μηχάνημα κινείται πάνω από το δρόμο, ο χάλυβας θερμαίνεται, με αποτέλεσμα η άσφαλτος να διαστέλλεται και να γεμίζει τυχόν ρωγμές. Παρόλο που αυτή η μέθοδος κοστίζει 25 τοις εκατό περισσότερο από τους συμβατικούς δρόμους, η εξοικονόμηση που μπορεί να δημιουργήσει μια διπλάσια διάρκεια ζωής και οι αυτοεπισκευαζόμενες ιδιοκτησίες είναι έως και 95 εκατομμύρια δολάρια ετησίως, σύμφωνα με το ολλανδικό Πανεπιστήμιο Delft. Επιπλέον, οι ίνες χάλυβα επιτρέπουν επίσης τη μετάδοση δεδομένων, ανοίγοντας δυνατότητες για μοντέλα αυτόνομων οχημάτων.

Η Κίνα έχει επίσης την εκδοχή της ιδέας με τον Su Jun-Feng της Tianjin Polytechnic χρησιμοποιώντας κάψουλες ενός διαστελλόμενου πολυμερούς. Αυτά επεκτείνονται για να γεμίσουν τυχόν ρωγμές και ρωγμές αμέσως μόλις σχηματιστούν, αναστέλλοντας τη φθορά του δρόμου ενώ κάνουν το πεζοδρόμιο λιγότερο εύθραυστο.   

Αποδιοργανωτικός αντίκτυπος 

Καθώς η επιστήμη των υλικών συνεχίζει να βελτιώνεται, οι κυβερνήσεις πιθανότατα θα συνεχίσουν να επενδύουν στην ανάπτυξη αυτοεπισκευαζόμενων δρόμων. Για παράδειγμα, επιστήμονες στο Imperial College του Λονδίνου δημιούργησαν ένα μηχανικό ζωντανό υλικό (ELM) από ένα συγκεκριμένο είδος βακτηριακής κυτταρίνης το 2021. Οι καλλιέργειες σφαιροειδών κυττάρων που χρησιμοποιήθηκαν μπορούσαν να αντιληφθούν εάν είχαν υποστεί ζημιά. Όταν έγιναν τρύπες στο ELM, εξαφανίστηκαν μετά από τρεις ημέρες καθώς τα κύτταρα προσαρμόστηκαν για να θεραπεύσουν το ELM. Καθώς περισσότερες δοκιμές όπως αυτή γίνονται επιτυχείς, οι αυτοεπισκευαζόμενοι δρόμοι μπορούν να εξοικονομήσουν από τις κυβερνήσεις σημαντικούς πόρους για επισκευές δρόμων. 

Επιπλέον, η δυνατότητα μετάδοσης πληροφοριών με την ενσωμάτωση χάλυβα στους δρόμους θα μπορούσε να επιτρέψει στα ηλεκτρικά οχήματα (EVs) να επαναφορτιστούν ενώ βρίσκονται στο δρόμο, μειώνοντας το κόστος ενέργειας και επεκτείνοντας την απόσταση που μπορούν να διανύσουν αυτά τα μοντέλα. Αν και τα σχέδια ανοικοδόμησης μπορεί να είναι μακριά, οι κάψουλες «αναζωογόνησης» της Κίνας θα μπορούσαν να παρέχουν τη δυνατότητα να επιμηκύνουν τη διάρκεια ζωής των δρόμων. Επιπλέον, τα επιτυχημένα πειράματα με ζωντανά υλικά είναι βέβαιο ότι θα επιταχύνουν την έρευνα στην περιοχή, καθώς δεν χρειάζονται συντήρηση και μπορεί να είναι πιο φιλικά προς το περιβάλλον από τα τυπικά εξαρτήματα.

Ωστόσο, μπορεί να υπάρχουν προκλήσεις μπροστά, κυρίως κατά τη δοκιμή αυτών των τεχνολογιών. Για παράδειγμα, η Ευρώπη και οι ΗΠΑ είναι αρκετά αυστηρές με τους συγκεκριμένους κανονισμούς τους. Ωστόσο, άλλες χώρες, όπως η Νότια Κορέα, η Κίνα και η Ιαπωνία, εξετάζουν ήδη τη δοκιμή υβριδικών υλικών δρόμου.

Συνέπειες αυτοεπισκευαζόμενων δρόμων

Οι ευρύτερες επιπτώσεις των αυτοεπισκευαζόμενων δρόμων μπορεί να περιλαμβάνουν:

• Μειωμένοι κίνδυνοι ατυχημάτων και τραυματισμών που προκαλούνται από λακκούβες και άλλες επιφανειακές ατέλειες. Ομοίως, μπορεί να πραγματοποιηθεί οριακά μειωμένο κόστος συντήρησης οχημάτων σε πληθυσμιακή κλίμακα. 
• Μειώνεται η ανάγκη για εργασίες συντήρησης και επισκευής οδών. Αυτό το όφελος μπορεί επίσης να βοηθήσει στη μείωση της ετήσιας κυκλοφοριακής συμφόρησης και των μετρήσεων καθυστέρησης που προκαλούνται από τέτοιες εργασίες συντήρησης.
• Καλύτερες υποδομές για την υποστήριξη αυτόνομων και ηλεκτρικών οχημάτων, οδηγώντας σε ευρύτερη υιοθέτηση αυτών των μηχανών.
• Αύξηση των επενδύσεων στην ανάπτυξη εναλλακτικών και βιώσιμων υλικών για μελλοντικούς δρόμους, καθώς και για εφαρμογές σε άλλα δημόσια έργα υποδομής.
• Ο ιδιωτικός τομέας ενσωματώνει αυτές τις τεχνολογίες στην ανάπτυξη εμπορικών και οικιστικών κτιρίων, ειδικά σε σεισμογενείς περιοχές.

Ερωτήσεις προς εξέταση

• Πώς φαντάζεστε ότι οι αυτοεπισκευαζόμενοι δρόμοι θα εφαρμοστούν στην πράξη και ποιες προκλήσεις μπορεί να χρειαστεί να αντιμετωπιστούν για να γίνουν πραγματικότητα;
• Ποιοι είναι οι πιο σημαντικοί παράγοντες που πρέπει να λάβετε υπόψη όταν αποφασίζετε εάν θα υιοθετήσετε ή όχι αυτοεπισκευαζόμενους δρόμους σε μια συγκεκριμένη τοποθεσία;