Πηγή Εικόνας: Photo by Max Andrey from PexelsΚατασκευασμένοι από απόβλητα βιομάζας και σχεδιασμένοι με τη βοήθεια της Τεχνητής Νοημοσύνης, οι «αυτοθεραπευόμενοι» ασφαλτοστρωμένοι δρόμοι, θα μπορούσαν να προσφέρουν μία λύση στο ευρύτατο πρόβλημα με τις λακκούβες.
Ομάδα επιστημόνων από το Πανεπιστήμιο του Σουόνσι και το King’s College του Λονδίνου, σε συνεργασία με επιστήμονες στη Χιλή, σχεδιάζει έναν νέο τύπο αυτοθεραπευόμενης ασφάλτου που μπορεί να επιδιορθώνει μόνη της τις ρωγμές της, χωρίς να χρειάζεται συντήρηση ή ανθρώπινη παρέμβαση.
Οι ρωγμές σχηματίζονται όταν η άσφαλτος σκληραίνει μέσω της οξείδωσης, ωστόσο, η ακριβής διαδικασία που συμβαίνει αυτό δεν είναι απολύτως γνωστή.
Η ερευνητική ομάδα βρήκε έναν τρόπο να αντιστρέψει τις ρωγμές και να αναπτύξει μεθόδους για να «ράψει» την άσφαλτο ξανά, δημιουργώντας πιο ανθεκτικούς και βιώσιμους δρόμους. Χρησιμοποιώντας τη μηχανική μάθηση – τύπος τεχνητής νοημοσύνης- οι επιστήμονες μελέτησαν τα οργανικά μόρια σε πολύπλοκα ρευστά όπως η άσφαλτος. Με βάση το νέο μοντέλο που ανέπτυξαν για την επιτάχυνση των προσομοιώσεων κατάφεραν να ερευνήσουν πιο αναλυτικά την οξείδωση της ασφάλτου και τον σχηματισμό ρωγμών. Παράλληλα, συνεργάστηκαν με το Google Cloud για την προσομοίωση της συμπεριφοράς της ασφάλτου σε υπολογιστή.
Για να κάνουν την άσφαλτο «αυτοθεραπευόμενη», οι ερευνητές ενσωμάτωσαν μικροσκοπικά, πορώδη υλικά γνωστά ως σπόρια, τα οποία είναι μικρότερα από μια τούφα τρίχα και παράγονται από τα φυτά. Αυτά τα σπόρια είναι γεμάτα με ανακυκλωμένα έλαια, τα οποία απελευθερώνονται όταν η άσφαλτος αρχίζει να ραγίζει, βοηθώντας στην αντιστροφή της διαδικασίας.
Σε εργαστηριακά πειράματα, αυτό το προηγμένο υλικό ασφάλτου αποδείχθηκε ότι επουλώνει πλήρως μια μικρορωγμή στην επιφάνειά του σε λιγότερο από μία ώρα.
Σημειώνεται ότι, ένα σημαντικό μέρος των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα από τους δρόμους συνδέεται με την παραγωγή ασφάλτου. Καθώς ο τομέας της οδοποιΐας δίνει όλο και μεγαλύτερη προτεραιότητα στη μείωση των εκπομπών διοξειδίου του άνθρακα, η προώθηση καινοτόμων ασφαλτικών υλικών για τους δρόμους έχει καταστεί βασική ερευνητική προτεραιότητα.
Αν και η έρευνα της ομάδας βρίσκεται ακόμη σε εξέλιξη, έχει τεράστιες δυνατότητες να βελτιώσει τις υποδομές και να προωθήσει τη βιωσιμότητα σε όλο τον κόσμο.
Ο Δρ Francisco Martin-Martinez, ειδικός στην υπολογιστική χημεία στο King’s College του Λονδίνου, εξήγησε, σύμφωνα με σχετική ανακοίνωση, ότι «στην έρευνά μας, θέλουμε να μιμηθούμε τις θεραπευτικές ιδιότητες που παρατηρούνται στη φύση. Για παράδειγμα, όταν ένα δέντρο ή ένα ζώο κόβεται, οι πληγές τους επουλώνονται φυσικά με την πάροδο του χρόνου, χρησιμοποιώντας τη δική τους βιολογία. Η δημιουργία ασφάλτου που μπορεί να αυτοθεραπεύεται θα αυξήσει την ανθεκτικότητα των δρόμων και θα μειώσει την ανάγκη των ανθρώπων να γεμίζουν τις λακκούβες».
Όπως πρόσθεσε η χρήση βιώσιμων υλικών στη νέα άσφαλτο, συμπεριλαμβανομένων των αποβλήτων βιομάζας, θα μειώσει την εξάρτηση από το πετρέλαιο και τους φυσικούς πόρους. Τα απόβλητα βιομάζας είναι διαθέσιμα τοπικά και παντού και είναι φθηνά. «Η παραγωγή υλικών υποδομής από τοπικούς πόρους, όπως τα απόβλητα, μειώνει την εξάρτηση από τη διαθεσιμότητα του πετρελαίου, γεγονός που βοηθά τις περιοχές του κόσμου που έχουν περιορισμένη πρόσβαση στην άσφαλτο με βάση το πετρέλαιο» τόνισε.
Η τρέχουσα έρευνα του καθηγητή στο Τμήμα Πολιτικών Μηχανικών του Πανεπιστημίου Σουόνσι, ειδικού στην αυτοθεραπευόμενη άσφαλτο, Norambuena-Contreras σε ενθυλακωμένες λύσεις βιολογικής βάσης για την αυτοθεραπεία της ασφάλτου περιλαμβάνει επίσης τη δημιουργία καψουλών από βιοπολυμερή που προέρχονται από καφέ φύκια και φυτικά έλαια, καθώς και την ανάπτυξη αναζωογονητών μέσω της θερμικής μετατροπής ελαστικών στο τέλος του κύκλου ζωής τους.
