Estradas que se reparan por si mesmo: son finalmente posibles as estradas sostibles?

• autor:
• nome do autor

  Previsión de Quantumrun
• Pode 25, 2023

Resumo de insight

O aumento do uso dos vehículos fixo unha enorme presión sobre os gobernos para o mantemento e reparación das estradas. As novas solucións permiten aliviar a gobernanza urbana ao automatizar o proceso de arranxar os danos nas infraestruturas.   

Contexto de estradas de autorreparación

En 2019, os gobernos estatais e locais dos Estados Unidos destinaron aproximadamente 203 millóns de dólares, ou 6 por cento do seu gasto xeral directo total, para as estradas e estradas, segundo o Instituto Urbano. Esta cantidade converteu as autoestradas e estradas no quinto gasto xeral directo dese ano. Este gasto tamén atraeu a atención dos investidores interesados ​​en idear solucións innovadoras para maximizar o valor destes investimentos en infraestruturas públicas. En particular, investigadores e startups están a experimentar con materiais ou mesturas alternativas para facer as rúas máis resistentes, capaces de pechar fendas de forma natural.

Por exemplo, cando se quenta suficientemente, o asfalto utilizado nas estradas tradicionais vólvese algo menos denso e se expande. Os investigadores dos Países Baixos utilizaron esta capacidade e engadiron fibras de aceiro á mestura da estrada. Cando se conduce unha máquina de indución pola estrada, o aceiro quéntase, o que fai que o asfalto se expanda e enche as fendas. Aínda que este método custa un 25 por cento máis que as estradas convencionais, o aforro que pode xerar unha vida útil duplicada e as propiedades de auto-reparación é de ata 95 millóns de dólares anuais, segundo a Universidade de Delft dos Países Baixos. Ademais, as fibras de aceiro tamén permiten a transmisión de datos, abrindo posibilidades para modelos de vehículos autónomos.

China tamén ten a súa versión do concepto con Su Jun-Feng da Politécnica de Tianjin usando cápsulas dun polímero en expansión. Estes se expanden para encher as fendas e fisuras tan pronto como se forman, freando o deterioro da estrada e facendo que o pavimento sexa menos fráxil.   

Impacto perturbador 

A medida que a ciencia dos materiais siga mellorando, é probable que os gobernos sigan investindo no desenvolvemento de estradas que se auto-reparan. Por exemplo, os científicos do Imperial College de Londres crearon un material vivo de enxeñería (ELM) feito dun tipo particular de celulosa bacteriana en 2021. Os cultivos de células esferoides utilizados poderían detectar se estaban danados. Cando se perforaron buratos no ELM, desapareceron despois de tres días mentres as células axustáronse para curar o ELM. A medida que máis probas como esta teñen éxito, as estradas que se reparan por si mesmos poden aforrarlle aos gobernos recursos considerables na reparación das estradas. 

Ademais, a capacidade de transmitir información integrando o aceiro nas estradas podería permitir que os vehículos eléctricos (EV) se recarguen mentres están na estrada, reducindo os custos de enerxía e ampliando a distancia que poden percorrer estes modelos. Aínda que os plans de reconstrución poden estar lonxe, as cápsulas "rexuvenecedoras" de China poderían proporcionar a capacidade de alongar a vida útil das estradas. Ademais, os experimentos exitosos con materiais vivos están obrigados a acelerar a investigación na zona xa que non requiren mantemento e poden ser máis respectuosos co medio ambiente que os compoñentes estándar.

Non obstante, pode haber desafíos por diante, principalmente ao probar estas tecnoloxías. Por exemplo, Europa e Estados Unidos son bastante estritos coas súas normativas concretas. Non obstante, outros países, como Corea do Sur, China e Xapón, xa están a buscar probas de materiais híbridos de estradas.

Implicacións das estradas autorreparables

As implicacións máis amplas das estradas que se reparan por si mesmo poden incluír:

• Redución dos riscos de accidentes e lesións causados ​​por baches e outras imperfeccións da superficie. Así mesmo, pódense realizar custos de mantemento de vehículos lixeiramente reducidos a escala poboacional. 
• Menor necesidade de traballos de mantemento e reparación de estradas. Este beneficio tamén pode axudar a reducir a conxestión de tráfico anual e as métricas de atraso causadas por tales traballos de mantemento.
• Mellores infraestruturas para soportar vehículos autónomos e eléctricos, o que leva a unha adopción máis xeneralizada destas máquinas.
• Incremento dos investimentos no desenvolvemento de materiais alternativos e sostibles para futuras estradas, así como para aplicacións noutros proxectos de infraestruturas públicas.
• O sector privado integra estas tecnoloxías no desenvolvemento de edificios comerciais e residenciais, especialmente nas rexións propensas a terremotos.

Preguntas a ter en conta

• Como imaxinas que se implementen na práctica as estradas auto-reparables e que retos poderían ter que abordar para facelos realidade?
• Cales son os factores máis importantes a ter en conta á hora de decidir se adoptar ou non estradas de auto-reparación nun lugar determinado?