Önjavító utak: Lehetségesek végre fenntartható utak?

• Szerző:
• Szerző neve

  Quantumrun Foresight
• May 25, 2023

Insight összefoglaló

A járművek fokozott használata óriási nyomást gyakorolt ​​a kormányokra az utak karbantartása és javítása terén. Az új megoldások az infrastrukturális károk elhárításának automatizálásával könnyítést tesznek lehetővé a városirányításban.   

Önjavító utak kontextusa

Az Urban Institute adatai szerint 2019-ben az Egyesült Államok állami és helyi önkormányzatai hozzávetőleg 203 milliárd dollárt, azaz teljes közvetlen általános kiadásaik 6 százalékát fordították autópályákra és utakra. Ezzel az összeggel az autópályák és utak az ötödik legnagyobb kiadást jelentették a közvetlen általános kiadásokat tekintve abban az évben. Ez a ráfordítás felkeltette azon befektetők figyelmét is, akik innovatív megoldások kidolgozásában érdekeltek ezen állami infrastrukturális beruházások értékének maximalizálása érdekében. A kutatók és a startupok különösen alternatív anyagokkal vagy keverékekkel kísérleteznek, hogy ellenállóbbá tegyék az utcákat, amelyek képesek természetes módon lezárni a repedéseket.

Például, ha kellően melegítik, a hagyományos utakon használt aszfalt valamivel kevésbé sűrűsödik és kitágul. A holland kutatók kihasználták ezt a képességet, és acélszálakat adtak az útkeverékhez. Amikor egy indukciós gépet hajtanak át az úton, az acél felmelegszik, amitől az aszfalt kitágul, és kitölti a repedéseket. Annak ellenére, hogy ez a módszer 25 százalékkal többe kerül, mint a hagyományos utak, a holland Delft Egyetem adatai szerint a megkétszerezett élettartamú és önjavító ingatlanok akár évi 95 millió USD megtakarítást is elérhetnek. Ezen túlmenően az acélszálak az adatátvitelt is lehetővé teszik, ami lehetőséget nyit az autonóm járműmodellek számára.

Kínának is megvan a maga változata a koncepcióról a Tianjin Polytechnic Su Jun-Fengével, amely expandáló polimer kapszulákat használ. Ezek kitágulnak, hogy kitöltsék a repedéseket és repedéseket, amint kialakulnak, megállítva az út pusztulását, miközben kevésbé törékennyé teszik a burkolatot.   

Bomlasztó hatás 

Ahogy az anyagtudomány folyamatosan javul, a kormányok valószínűleg továbbra is befektetnek az önjavító utak fejlesztésébe. Például a londoni Imperial College tudósai 2021-ben létrehoztak egy mérnöki élő anyagot (ELM), amely egy bizonyos típusú bakteriális cellulózból készült. A felhasznált szferoid sejttenyészetek érzékelik, ha sérültek. Amikor lyukakat ütöttek az ELM-en, azok három nap múlva eltűntek, ahogy a sejtek alkalmazkodtak az ELM gyógyulásához. Ahogy egyre több ilyen teszt válik sikeressé, az önjavító utak jelentős forrásokat takaríthatnak meg a kormányoknak az útjavítások terén. 

Ezen túlmenően, az acél utakra történő integrálásával történő információtovábbítás lehetővé teszi az elektromos járművek (EV-k) feltöltődését útközben, csökkentve az energiaköltségeket és meghosszabbítva a megtehető távolságot. Bár az újjáépítési tervek még messze vannak, a kínai „fiatalító” kapszulák meghosszabbíthatják az utak élettartamát. Ezenkívül az élő anyagokkal végzett sikeres kísérletek felgyorsítják a terület kutatását, mivel ezek karbantartásmentesek és környezetbarátabbak lehetnek, mint a szabványos alkatrészek.

Előfordulhatnak azonban kihívások, főleg e technológiák tesztelése során. Például Európa és az USA meglehetősen szigorú a konkrét előírásaival kapcsolatban. Ennek ellenére más országok, például Dél-Korea, Kína és Japán már vizsgálják a hibrid útanyagok tesztelését.

Az önjavító utak következményei

Az önjavító utak szélesebb körű következményei lehetnek:

• Csökkenti a kátyúk és egyéb felületi hibák okozta balesetek és sérülések kockázatát. Hasonlóképpen, lakossági léptékben minimálisan csökkentett gépjármű-fenntartási költségek is megvalósíthatók. 
• Csökken az útkarbantartási és -javítási munkák iránti igény. Ez az előny hozzájárulhat az ilyen karbantartási munkák által okozott éves forgalmi torlódások és késések mérsékléséhez is.
• Jobb infrastruktúra az autonóm és elektromos járművek támogatására, ami e gépek szélesebb körű elterjedéséhez vezet.
• Alternatív és fenntartható anyagok kifejlesztésére irányuló beruházások növelése a jövő útjaihoz, valamint más közcélú infrastrukturális projektekhez.
• A magánszektor ezeket a technológiákat integrálja a kereskedelmi és lakóépületek fejlesztésébe, különösen a földrengésveszélyes régiókban.

Megfontolandó kérdések

• Hogyan képzeli el az önjavító utak megvalósítását a gyakorlatban, és milyen kihívásokkal kell megbirkózni a megvalósításukkal?
• Melyek a legfontosabb szempontok, amelyeket figyelembe kell venni annak eldöntésekor, hogy egy adott helyen önjavító utakat alkalmazzanak-e vagy sem?