La carretera inteligente y la carretera inteligente son términos para una serie de propuestas diferentes para incorporar tecnologías en las carreteras para la generación de energía solar, para mejorar el funcionamiento de los automóviles autónomos, para la iluminación y para controlar el estado de la carretera.
Integración de infraestructura de vehículos
Agrupar vehículos en pelotones es un método para aumentar la capacidad de las carreteras. Un sistema automatizado de carreteras es una tecnología propuesta para hacer esto.
Los pelotones disminuyen las distancias entre los autos o camiones usando un acoplamiento electrónico, y posiblemente mecánico. Esta capacidad permitiría a muchos automóviles o camiones acelerar o frenar simultáneamente. Este sistema también permite un avance más cercano entre vehículos al eliminar la distancia de reacción necesaria para la reacción humana.
La capacidad del pelotón puede requerir la compra de vehículos nuevos, o puede ser algo que se pueda adaptar. Los conductores probablemente necesitarían un endoso de licencia especial a causa de las nuevas habilidades requeridas y la responsabilidad adicional al conducir a la cabeza.
Los autos inteligentes con inteligencia artificial podrían unirse automáticamente y abandonar los pelotones. El sistema de autopistas automatizadas es una propuesta para uno de esos sistemas, donde los autos se organizan en secciones de 8 a 25.
Integración de infraestructura de vehículos
La integración de la infraestructura del vehículo (VII) es una iniciativa que fomenta la investigación y el desarrollo de aplicaciones para una serie de tecnologías que vinculan directamente a los vehículos de carretera con su entorno físico, en primer lugar para mejorar la seguridad vial. La tecnología se basa en varias disciplinas, incluida la ingeniería de transporte, la ingeniería eléctrica, la ingeniería automotriz y la informática. VII cubre específicamente el transporte por carretera aunque existen tecnologías similares en su lugar o en desarrollo para otros modos de transporte. Los aviones, por ejemplo, usan balizas terrestres para la guía automática, lo que permite que el piloto automático vuele sin intervención humana. En la ingeniería de carreteras, mejorar la seguridad de una carretera puede mejorar la eficiencia general. VII apunta a mejoras en seguridad y eficiencia.
La integración de la infraestructura del vehículo es esa rama de la ingeniería, que se ocupa del estudio y la aplicación de una serie de técnicas que vinculan directamente los vehículos de carretera con su entorno físico con el fin de mejorar la seguridad vial.
Vigilancia de la salud estructural
El monitoreo estructural de la salud (SHM) se refiere al proceso de implementación de una estrategia de detección y caracterización de daños para las estructuras de ingeniería. Aquí el daño se define como cambios en las propiedades materiales y / o geométricas de un sistema estructural, incluidos los cambios en las condiciones de contorno y la conectividad del sistema, que afectan negativamente el rendimiento del sistema. El proceso de SHM implica la observación de un sistema a lo largo del tiempo utilizando medidas de respuesta dinámica muestreadas periódicamente de una serie de sensores, la extracción de características sensibles al daño de estas mediciones y el análisis estadístico de estas características para determinar el estado actual del estado del sistema. Para SHM a largo plazo, el resultado de este proceso es información periódicamente actualizada con respecto a la capacidad de la estructura para realizar su función prevista a la luz del inevitable envejecimiento y degradación resultante de los entornos operativos. Después de eventos extremos, como terremotos o cargas explosivas, SHM se utiliza para el cribado de condiciones rápidas y tiene como objetivo proporcionar, en tiempo casi real, información confiable sobre la integridad de la estructura. La inspección de la infraestructura desempeña un papel clave en la seguridad pública en lo que respecta a la acumulación de daños a largo plazo y los escenarios posteriores a los eventos extremos. Como parte de los rápidos desarrollos en tecnologías basadas en datos que están transformando muchos campos en ingeniería y ciencia, las técnicas de aprendizaje automático y visión artificial son cada vez más capaces de diagnosticar y clasificar confiablemente patrones en datos de imagen, que tiene aplicaciones claras en contextos de inspección.
Sistemas de transporte inteligentes
Un sistema de transporte inteligente (ITS) es una aplicación avanzada que, sin incorporar la inteligencia como tal, tiene como objetivo proporcionar servicios innovadores relacionados con diferentes modos de transporte y gestión del tráfico y permite a los usuarios estar mejor informados y hacer más seguros, coordinados e inteligentes. ‘uso de redes de transporte.
Aunque ITS puede referirse a todos los modos de transporte, la directiva de la Unión Europea 2010/40 / UE, hecha el 7 de julio de 2010, definió ITS como sistemas en los que las tecnologías de información y comunicación se aplican en el campo del transporte por carretera, incluida la infraestructura , vehículos y usuarios, y en la gestión del tráfico y la gestión de la movilidad, así como para las interfaces con otros modos de transporte. ITS puede mejorar la eficiencia del transporte en una serie de situaciones, es decir, transporte por carretera, gestión del tráfico, movilidad, etc.
Los sistemas de transporte inteligentes generalmente se refieren al uso de tecnologías de información y comunicación (en lugar de innovaciones en la construcción de carreteras) en el campo del transporte por carretera, incluida la infraestructura, vehículos y usuarios, y en la gestión del tráfico y la movilidad, así como interfaces con otros modos de transporte.
Pavimento fotovoltaico
El pavimento fotovoltaico es una forma de pavimento que genera electricidad mediante la recolección de energía solar con energía fotovoltaica. Los estacionamientos, senderos, entradas de vehículos, calles y autopistas son todos lugares candidatos donde este material podría ser utilizado.
En 2013, los estudiantes del Instituto Solar de la Universidad George Washington instalaron un sendero de paneles solares diseñado por Onyx Solar, algo que llaman pavimento solar.
SolaRoad es un sistema que está siendo desarrollado por la Organización de Países Bajos para la Investigación Científica Aplicada (TNO), el Ooms Groep, Imtech y la provincia holandesa de Holanda Septentrional. Planean instalar sus paneles en 100 m de ciclovías en Krommenie, Holanda en noviembre de 2014. Un concepto variante de un «camino solar» instalado en Avenhorn, por Ooms Avenhorn Holding AV, utiliza asfalto y asfalto para absorber los rayos del sol y el calor agua para uso en calefacción doméstica.
La compañía Solar Roadways de Idaho, EE. UU., Está desarrollando un prototipo de sistema para reemplazar las carreteras, estacionamientos y entradas de vehículos actuales con paneles solares fotovoltaicos que generan electricidad.
Corea del Sur ha construido una autopista con la mediana cubierta por paneles solares sobre un sendero para bicicletas.
La primera carretera fotovoltaica en el mundo fue construida en Tourouvre, Orne, Francia en 2016. Llamada «Wattway», fue construida por la Société Nouvelle Aeracem (SNA) y dedicada por la ministra francesa de Ecología, Ségolène Royal el 25 de octubre de 2016. El tramo de 1 km de la carretera se abrió al tráfico el 22 de diciembre de 2016. Se cree que la carretera proporcionará suficiente energía para las farolas de la ciudad.
La carretera solar de Jinan se inauguró en China en diciembre de 2017 a lo largo de un tramo de 1,2 millas. Utiliza concreto transparente en la capa superior con los paneles solares debajo. Era el segundo camino solar en la ciudad, el primero abierto en septiembre de 2017 con una tecnología diferente.
Paneles solares de camino
El propósito principal de las carreteras solares es reemplazar las carreteras de asfalto con paneles solares que generan energía a través del sol que pueden ser utilizados por las casas locales o empresas que están conectadas al sistema, ya sea desde la entrada de la casa o el estacionamiento de las empresas. Los paneles también aumentarán el número de estaciones de carga para automóviles eléctricos si esa estación está conectada a la vía solar. Cada panel tiene aproximadamente 12 ‘por 12’ de paneles entrelazados que tienen sus propias luces LED que se usarán como líneas de la carretera, y también se pueden usar para deletrear palabras como «Reducir velocidad» o «Tráfico por delante» para ayudar al flujo de tráfico.
Hay 3 capas que componen los paneles solares:
1. La capa de la superficie del camino – La capa del camino es la capa de alta resistencia que tiene las células fotovoltaicas que atrae los rayos del sol, tiene tracción para que los vehículos no se salgan de la carretera y es impermeable para proteger las capas inferiores.
2. La capa electrónica: las capas electrónicas contienen un mini tablero microprocesador que ayuda a controlar el elemento calefactor de los paneles. Esta tecnología puede ayudar a derretir la nieve que cae sobre los paneles, de modo que las condiciones peligrosas de las carreteras ya no serán un problema. regiones del norte Esta capa puede detectar cuánto peso hay en los paneles y puede controlar el elemento calentador para derretir la nieve.
3. La capa de la placa base: la capa de la placa base es la capa que recoge la energía del sol y distribuye la energía a las casas o negocios que están conectados a las carreteras solares. Esto también se utilizará para transferir la energía a los automóviles mientras conducen sobre la banda para recargar la batería.
Crítica
Slate Magazine declaró que las carreteras solares producirían menos electricidad que las células solares que se colocan en un ángulo, y que menos luz los tocaría debido a la sombra, la suciedad que cubre la carretera y los coches que bloquean el sol para que no toquen los paneles.
Los críticos han señalado que las carreteras solares serían más costosas y menos productivas que las formas más convencionales de combinar la energía solar con la infraestructura, como la construcción de refugios sobre carreteras y áreas de estacionamiento y la colocación de paneles solares tradicionales en los techos; Elon Musk demostró que hay un amplio espacio en los Estados Unidos, aparte de las carreteras, para cumplir con los requisitos de energía del país. .
Pavimento inteligente
El Departamento de Transporte de Missouri (MoDOT) comenzó a probar el «pavimento inteligente» en una parada de descanso fuera de Conway, Missouri, a lo largo de la histórica Ruta 66 a fines de 2016. Actualmente, el programa piloto cubre aproximadamente 200 pies cuadrados de acera en el centro de visitantes y costó $ 100,000. (Landers), subvencionado en gran parte por la Administración Federal de Carreteras. Todo es parte de la iniciativa Camino al Mañana de Missouri para encontrar nuevas innovaciones en su infraestructura de transporte. Missouri quiere aprovechar estas vías para implementar otras tecnologías relacionadas. Los paneles calentarán la carretera y evitarán que la nieve y el hielo se acumulen. También contarán con diodos LED que aumentarán la visibilidad de las líneas de la carretera. Los LED también se duplicarían para evitar que la pintura impida la generación de energía solar. Los paneles aún no han tenido suficiente tiempo para determinar la durabilidad, la eficiencia energética o la rentabilidad en un sentido real, por lo que MoDOT aún no ha llegado a ninguna conclusión sobre la viabilidad y la aplicación futura.
Carga de vehículo inalámbrico
El vehículo eléctrico en línea que está desarrollando KAIST (el Instituto Avanzado de Ciencia y Tecnología de Corea) tiene circuitos eléctricos incorporados en la carretera que impulsarán los vehículos adecuadamente adaptados a través de la inducción electromagnética sin contacto. Se está desarrollando un sistema piloto que alimentará los autobuses eléctricos. La IAV de Alemania es otra compañía que está desarrollando cargadores de inducción.
Baterías electromecánicas
El sistema de vehículo eléctrico impulsado por carretera es la patente de Howard R. Ross. Tiene varios componentes. El primero de los cuales es un vehículo totalmente eléctrico que estaría equipado con baterías electromecánicas que aceptan una carga de la carretera. El camino es el segundo componente y tendría bobinas de carga colocadas estratégicamente para que solo carguen el automóvil cuando sea necesario. Estos autos y caminos no requerirían energía solar ni a gas.
En ninguna parte del mundo hay una invención como esta actualmente implementada, y esto se debe al costo de la revisión de la infraestructura que sería necesaria para hacer realidad esta patente.
Marcas viales
El concepto de Smart Highway desarrollado por Studio Roosegaarde y el grupo de gestión de infraestructuras Heijmans en los Países Bajos incorporó pintura fotoluminiscente para marcas viales, que absorben la luz durante el día y luego brillan durante 10 horas. La tecnología se demostró en un tramo de autopista en Brabant, Holanda.
Protección contra heladas y nieve derretida, hielo
Sistemas de deshielo que utilizan electricidad o agua caliente para calentar carreteras y pavimentos se han instalado en varios lugares.
Solar Roadways ha propuesto incluir un sistema de fusión de nieve con sus paneles de carreteras fotovoltaicas ya que los paneles ya tienen conexiones de energía eléctrica para la recolección de energía fotovoltaica. Los escépticos señalan el costo.
La tecnología ICAX Limited of London «Captura de calor interseasonal» captura la energía solar en los bancos térmicos y la libera de nuevo bajo una carretera, calentándola y manteniendo el asfalto libre de hielo.
Beneficios
En los EE. UU., Un estudio encontró que entre 1996-2011, más de 12,000 muertes fueron causadas por precipitaciones relacionadas con el invierno. Anualmente ocurren más de 500,000 accidentes debido al clima relacionado con el invierno. En 2014, los gobiernos federales, estatales y locales gastaron $ 73 mil millones en la operación y el mantenimiento de las carreteras, incluida la reparación necesaria debido a las técnicas actuales de remoción de nieve. Entre octubre de 2014 y abril de 2015, 23 DOT estatales informaron que gastaron $ 1,131 millones en la remoción de nieve y hielo, incluidos 8 millones de horas de trabajo, sin incluir los gastos locales. Por ejemplo, entre 2003-2015, la ciudad de Nueva York estimó el costo de la remoción de nieve y hielo en $ 1.8 millones por pulgada. Anualmente, los conductores de automóviles pierden $ 23,4 mil millones en costos de reparación relacionados con la corrosión y la depreciación vinculada a los productos químicos utilizados para tratar las carreteras durante el invierno. En 2014, los economistas estimaron que la nieve y el hielo ese invierno le habían costado al país $ 47 mil millones en el PIB y 76,000 empleos.
Con los sistemas de derretimiento de nieve y hielo desplegados para obstruir el clima invernal, se reducen las muertes, los accidentes, los costos gubernamentales y de seguros, las pérdidas económicas y los gastos personales de automóviles.