MIT: ridurre i consumi di carburante attraverso pavimentazioni più rigide

10/06/2013 3775

Un nuovo studio condotto dagli ingegneri civili del MIT (Massachusetts Institute of Technology) mostra come l'utilizzo di pavimentazioni più rigide sulle strade della nazione potrebbe ridurre il consumo di carburante dei veicoli di ben il 3 % - un risparmio corrispondente a 273 milioni di barili di greggio all'anno, cioè pari a 15,6 miliardi dollari. Ciò si tradurrebbe in una diminuzione annuale delle emissioni di CO2 di 46,5 milioni di tonnellate.

Lo studio, pubblicato in un recente rapporto, è il primo ad utilizzare la modellazione matematica piuttosto che sperimentazioni di carreggiata valutando l'effetto della flessione della pavimentazione sul consumo di carburante del veicolo su tutta la rete stradale statunitense. Un articolo su questo lavoro è stato accettato per la pubblicazione entro la fine dell'anno nel Transportation Research Record.

Modellando le forze fisiche che lavorano quando un pneumatico in gomma rotola sopra una pavimentazione, gli autori dello studio, il professor Franz-Josef Ulm e il dottorando Mehdi Akbarian, sono giunti alla conclusione che, a causa del modo in cui l'energia viene dissipata, la deformazione massima del carico si ha nella parte posteriore della traccia. Questo ha l'effetto di rendere i pneumatici del veicolo continuamente in leggera pendenza, provocando un aumento del consumo di carburante.

La flessione sotto le gomme è simile a quella della sabbia sotto i piedi in spiaggia: ad ogni passo, il piede comprime giù la sabbia prima al tallone e poi alla punta, richiedendo più energia di quando si cammina su una superficie dura. Sulle strade, anche un aumento dell'1 per cento del consumo di carburante lascia un impatto ambientale notevole. Pavimentazioni più rigide  - che possono essere ottenute migliorando le proprietà del materiale o aumentando lo spessore degli strati di asfalto, o passando all'uso di strati di calcestruzzo o di strutture composite cemento-asfalto, o cambiando lo spessore o la composizione dei sottolivelli della strada - diminuirebbero la deformazione e ridurrebbe tale impatto.

Il nuovo studio definisce i parametri chiave coinvolti nell'analisi: la struttura (spessore) e i materiali (rigidezza e del tipo di sottofondo), proprietà del fondo stradale. Il modello matematico si basa quindi sul comportamento meccanico effettivo delle pavimentazioni sotto carico. Per ottenere i loro risultati, Ulm e Akbarian inserito nel modello i dati di 5.643 sezioni rappresentative di strade della nazione presi da Highway ,insiemi ai dati dell'Amministrazione federale. I dati includono informazioni sulla superficie e sottosuolo, materiali delle pavimentazioni e del sotto suolo, così come il numero, il tipo e il peso dei veicoli che utilizzano le strade. I ricercatori hanno anche calcolato e incorporato l'area di contatto dei pneumatici con la pavimentazione.

 

Per approfondire lo studio consulta l'articolo originale al seguente link.

FONTE: MIT - Massachusetts Institute of Technology

 

 

Quando le gomme di una macchina o un camion rotolano su una carreggiata, la deformazione massima della pavimentazione la si ha nella parte appena dientro. Questo ha l'effetto di rendere i pneumatici del veicolo continuamente in leggera pendenza (esagerato in questa illustrazione), aumentando il consumo di carburante del veicolo.
IMMAGINE: MEHDI AKBARIAN