Carreteres auto-reparables: són finalment possibles les carreteres sostenibles?

• autor:
• nom de l'autor

  Previsió de Quantumrun
• Pot 25, 2023

Resum d'informació

L'augment de l'ús de vehicles ha posat una pressió enorme sobre els governs per al manteniment i reparació de carreteres. Les noves solucions permeten alleujar la governança urbana mitjançant l'automatització del procés de reparació dels danys a la infraestructura.   

Context de carreteres d'autoreparació

El 2019, els governs estatals i locals dels EUA van destinar aproximadament 203 milions de dòlars, o el 6% de la seva despesa general directa total, a carreteres i carreteres, segons l'Institut Urbà. Aquesta quantitat va convertir les carreteres i les carreteres en la cinquena despesa més gran en termes de despesa general directa d'aquell any. Aquesta despesa també va cridar l'atenció dels inversors interessats a idear solucions innovadores per maximitzar el valor d'aquestes inversions en infraestructures públiques. En particular, investigadors i startups estan experimentant amb materials o mescles alternatius per fer els carrers més resistents, capaços de tancar esquerdes de manera natural.

Per exemple, quan s'escalfa prou, l'asfalt utilitzat a les carreteres tradicionals es torna una mica menys dens i s'expandeix. Els investigadors dels Països Baixos van utilitzar aquesta capacitat i van afegir fibres d'acer a la barreja de carreteres. Quan una màquina d'inducció es condueix per la carretera, l'acer s'escalfa, fent que l'asfalt s'expandeixi i ompli les esquerdes. Tot i que aquest mètode costa un 25 per cent més que les carreteres convencionals, l'estalvi que pot generar una vida útil duplicada i propietats que s'auto-reparan és de fins a 95 milions de dòlars anuals, segons la Universitat de Delft dels Països Baixos. A més, les fibres d'acer també permeten la transmissió de dades, obrint possibilitats per als models de vehicles autònoms.

La Xina també té la seva versió del concepte amb Su Jun-Feng de la Politècnica de Tianjin que utilitza càpsules d'un polímer en expansió. Aquests s'expandeixen per omplir les esquerdes i fissures tan bon punt es formen, aturant la decadència de la carretera alhora que fa que el paviment sigui menys fràgil.   

Impacte disruptiu 

A mesura que la ciència dels materials segueixi millorant, és probable que els governs continuaran invertint en el desenvolupament de carreteres que s'auto-reparan. Per exemple, els científics de l'Imperial College de Londres van crear un material viu d'enginyeria (ELM) fet d'un tipus particular de cel·lulosa bacteriana l'any 2021. Els cultius de cèl·lules esferoides utilitzats podrien detectar si estaven danyats. Quan es van perforar forats a l'ELM, van desaparèixer al cap de tres dies a mesura que les cèl·lules es van ajustar per curar l'ELM. A mesura que més proves com aquesta tenen èxit, les carreteres que s'auto-reparan poden estalviar recursos considerables als governs en reparacions de carreteres. 

A més, la capacitat de transmetre informació mitjançant la integració d'acer a les carreteres podria permetre que els vehicles elèctrics (EV) es recarreguin mentre estan a la carretera, reduint els costos d'energia i ampliant la distància que poden recórrer aquests models. Tot i que els plans de reconstrucció poden estar lluny, les càpsules "rejovenidores" de la Xina podrien proporcionar la capacitat d'allargar la vida útil de les carreteres. A més, els experiments amb èxit amb materials vius estan obligats a accelerar la investigació a la zona, ja que no requereixen manteniment i poden ser més respectuosos amb el medi ambient que els components estàndard.

Tanmateix, pot haver-hi reptes per davant, principalment a l'hora de provar aquestes tecnologies. Per exemple, Europa i els EUA són força estrictes amb les seves regulacions concretes. No obstant això, altres països, com Corea del Sud, Xina i Japó, ja estan buscant provar materials de carreteres híbrides.

Implicacions de les carreteres auto-reparables

Les implicacions més àmplies de les carreteres que s'auto-reparan poden incloure:

• Reducció dels riscos d'accidents i lesions causats per sots i altres imperfeccions superficials. Així mateix, es poden aconseguir una reducció marginal dels costos de manteniment dels vehicles a escala poblacional. 
• Necessitat decreixent de treballs de manteniment i reparació de carreteres. Aquest avantatge també pot ajudar a reduir la congestió del trànsit anual i les mètriques de retard causades per aquest treball de manteniment.
• Millors infraestructures per donar suport als vehicles autònoms i elèctrics, la qual cosa comporta una adopció més generalitzada d'aquestes màquines.
• Incrementar les inversions en el desenvolupament de materials alternatius i sostenibles per a futures carreteres, així com per a aplicacions en altres projectes d'infraestructures públiques.
• El sector privat integra aquestes tecnologies en el desenvolupament d'edificis comercials i residencials, especialment a les regions propenses als terratrèmols.

Preguntes a tenir en compte

• Com us imagineu que s'implementaran a la pràctica les carreteres que s'autoreparan i quins reptes caldria abordar per fer-les realitat?
• Quins són els factors més importants a tenir en compte a l'hora de decidir si s'han d'adoptar o no carreteres d'autoreparació en un lloc concret?