Strade autoriparanti: le strade sostenibili sono finalmente possibili?

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  Preveggenza quantistica
• 25 Maggio 2023

Riepilogo approfondimenti

L'aumento dell'uso dei veicoli ha esercitato un'enorme pressione sui governi per la manutenzione e le riparazioni stradali. Nuove soluzioni consentono di alleviare la governance urbana automatizzando il processo di riparazione dei danni alle infrastrutture.   

Contesto delle strade autoriparanti

Nel 2019, secondo l'Urban Institute, i governi statali e locali negli Stati Uniti hanno stanziato circa 203 miliardi di dollari, ovvero il 6% della loro spesa generale diretta totale, per autostrade e strade. Questo importo ha reso le autostrade e le strade la quinta più grande spesa in termini di spesa generale diretta per quell'anno. Questa spesa ha anche attirato l'attenzione di investitori interessati a ideare soluzioni innovative per massimizzare il valore di questi investimenti infrastrutturali pubblici. In particolare, ricercatori e startup stanno sperimentando materiali o miscele alternative per rendere le strade più resilienti, capaci di chiudere naturalmente le crepe.

Ad esempio, se riscaldato a sufficienza, l'asfalto utilizzato nelle strade tradizionali diventa leggermente meno denso e si espande. I ricercatori nei Paesi Bassi hanno sfruttato questa capacità e aggiunto fibre di acciaio al mix stradale. Quando una macchina a induzione viene guidata sulla strada, l'acciaio si riscalda, provocando l'espansione dell'asfalto e il riempimento di eventuali crepe. Anche se questo metodo costa il 25 percento in più rispetto alle strade convenzionali, il risparmio che possono generare una durata raddoppiata e proprietà autoriparanti è fino a 95 milioni di dollari all'anno, secondo l'Università olandese di Delft. Inoltre, le fibre di acciaio consentono anche la trasmissione dei dati, aprendo possibilità per modelli di veicoli autonomi.

Anche la Cina ha la sua versione del concetto con Su Jun-Feng del Politecnico di Tianjin che utilizza capsule di un polimero in espansione. Questi si espandono per riempire eventuali crepe e fessure non appena si formano, arrestando il degrado della strada e rendendo meno fragile la pavimentazione.   

Impatto dirompente 

Man mano che la scienza dei materiali continua a migliorare, i governi probabilmente continueranno a investire nello sviluppo di strade autoriparanti. Ad esempio, nel 2021 gli scienziati dell'Imperial College di Londra hanno creato un materiale vivente ingegneristico (ELM) costituito da un particolare tipo di cellulosa batterica. Le colture di cellule sferoidali utilizzate potrebbero rilevare se sono state danneggiate. Quando i buchi sono stati perforati nell'ELM, sono scomparsi dopo tre giorni mentre le cellule si adattavano per guarire l'ELM. Man mano che più test come questo avranno successo, le strade autoriparanti possono far risparmiare ai governi notevoli risorse per le riparazioni stradali. 

Inoltre, la capacità di trasmettere informazioni integrando l'acciaio nelle strade potrebbe consentire ai veicoli elettrici (EV) di ricaricarsi mentre sono in viaggio, riducendo i costi energetici ed estendendo la distanza che questi modelli possono percorrere. Sebbene i piani di ricostruzione possano essere lontani, le capsule "ringiovanenti" della Cina potrebbero fornire la capacità di allungare la durata delle strade. Inoltre, esperimenti riusciti con materiali viventi sono destinati ad accelerare la ricerca nell'area in quanto non richiedono manutenzione e possono essere più rispettosi dell'ambiente rispetto ai componenti standard.

Tuttavia, potrebbero esserci sfide future, soprattutto durante il test di queste tecnologie. Ad esempio, l'Europa e gli Stati Uniti sono piuttosto severi con le loro normative concrete. Tuttavia, altri paesi, come la Corea del Sud, la Cina e il Giappone, stanno già esaminando la possibilità di testare materiali stradali ibridi.

Implicazioni delle strade autoriparanti

Le implicazioni più ampie delle strade autoriparanti possono includere:

• Riduzione dei rischi di incidenti e lesioni causati da buche e altre imperfezioni della superficie. Allo stesso modo, possono essere realizzati costi di manutenzione del veicolo marginalmente ridotti su scala demografica. 
• Una diminuzione della necessità di lavori di manutenzione e riparazione delle strade. Questo vantaggio può anche aiutare a ridurre la congestione del traffico annuale e le metriche di ritardo causate da tali lavori di manutenzione.
• Migliori infrastrutture per supportare veicoli autonomi ed elettrici, portando a un'adozione più diffusa di queste macchine.
• Aumentare gli investimenti nello sviluppo di materiali alternativi e sostenibili per le strade del futuro, nonché per applicazioni in altri progetti di infrastrutture pubbliche.
• Il settore privato integra queste tecnologie nello sviluppo di edifici commerciali e residenziali, soprattutto nelle regioni soggette a terremoti.

Domande da considerare

• Come immaginate che le strade autoriparanti vengano implementate nella pratica e quali sfide potrebbero essere affrontate per renderle realtà?
• Quali sono i fattori più importanti da considerare quando si decide se adottare o meno strade autoriparanti in una particolare località?