Come saranno le autostrade del futuro

Il futuro delle autostrade parte dalle stazioni di servizio. Quelle tradizionali sono un'area di sosta indispensabile per auto, autisti e passeggeri, dove ci si può fermare per fare rifornimento, per riposarsi, fare degli acquisti e godersi un pasto veloce. Si trovano, in genere, a circa 30-40 km una dall'altra e possono essere utilizzate anche come aree di parcheggio e riposo per mezzi leggeri e pesanti, durante i lunghi itinerari, senza dover per forza abbandonare l'autostrada. 

Le stazioni del futuro avranno più o meno le stesse funzioni, ma quasi certamente cambieranno i tipi di servizi e le fonti di energia che le alimenteranno. La più importante novità riguarderà le stazioni di ricarica veloce per i veicoli elettrici. Così mentre ci si godrà una pausa o un momento di ristoro, l'auto farà il pieno di energia. La sosta potrà durare tra i 15 e 30 minuti circa, il tempo necessario per effettuare un pieno con la ricarica ultra veloce. E per avere una rete di distribuzione capillare ed efficiente, in grado di rifornire i vecioli elettrici durante i lunghi spostamenti, le stazioni di ricarica dovranno trovarsi a circa 90 km una dall'altra.

Tra i pionieri europei nella costruzioni di stazioni di ricarica elettrica veloce figura Fastned, la cui rete di distribuzione è presente in Olanda, Germania, Regno Unito, Belgio e Svizzera. L'azienda è specializzata nello sviluppo e nella gestione di infrastrutture di ricarica veloce. Qui i conducenti possono ricaricare il proprio veicolo elettrico in 15 minuti e avere un'autonomia fino a 300 km. Nelle stazioni Fastned è possibile utilizzare l'Autocharge: il caricabatteria è in grado di riconoscere l'auto e collegando il cavo alla proprio auto la ricarica si avvia automaticamente.

Sulla stessa linea si sta muovendo Ionity: una joint venture tra BMW, Ford, Hyundai, Mercedes e il gruppo Volkswagen. L'obiettivo è di costruire una rete di ricarica europea ad alta potenza (fino a 350 kW) per veicoli elettrici lungo le principali autostrade e presso i grandi centri commerciali. Questo facilita i viaggi a lunga distanza e l'alta potenza riduce al massimo i tempi di ricarica.

Credits - Fastned

In un futuro più lontano, non è escluso invece che in autostrada le ricariche dei veicoli elettrici avvengano in movimento, ovvero senza doversi fermare in una stazione di servizio. È il progetto a cui stanno lavorando l'ingegnere Shanhui Fan e il suo dottorando Sid Assawaworrari dell'Università di Stanford in California. Il loro sistema di ricarica prende spunto dalla  tecnologia wireless utilizzata per ricaricare i telefonini, che permette di trasmettere elettricità senza fili a oggetti non in movimento, in un raggio inferiore ai 30 centimetri.

La sfida è trasmettere l'energia elettrica ai veicoli in movimento. Un esperimento è stato compiuto su una lampadina a LED, alimentata ad una distanza massima di un metro dalla fonte di ricarica. Modificando le onde radio, secondo il gruppo di ricerca di Fan, si consentirebbe alla bobina di trasmissione di inviare energia alla bobina di ricezione installata sugli oggetti in movimento. Contemporanemente bisognerebbe aumentare la distanza di trasferimento e la potenza, in modo da essere in grado di alimentare anche un'auto. L'obiettivo è, un domani, di impiegare questa tecnologia direttamente nella costruzione delle strade che invierebbero così energia alle vetture elettriche mentre viaggiano.

Illuminare le gallerie, alimentare la cartellonistica, accendere e spegnere semafori avverrà con energia prodotta da fonti rinnovabili. Uno dei progetti più interessanti è portato avanti dai coniugi americani ambientalisti Julie e Scott Brusaw con Solar Roadways. La loro idea è quella di lastricare le autostrade con pannelli solari, robusti quanto basta per supportare il passaggio dei veicoli. Secondo una loro stima, se i pannelli venissero installati lungo tutta l'attuale rete autostradale statunitense, verrebbe generata energia elettrica necessaria a soddisfare il triplo del fabbisogno elettrico degli USA. Il beneficio sarebbe duplice, perché verrebbe rinnovata l'intera rete autostradale e perché verrebbe generata energia pulita la cui immissione nella rete elettrica garantirebbe anche un ritorno economico dell'investimento.

La diffusione dei pannelli lungo tutta la rete creerebbe di fatto una nuova rete di distribuzione elettrica, alternativa e più sicura di quella che già esiste, costruita con tralicci e cavi, e in grado di portare elettricità non solo alle stazioni di servizio per ricaricare i veicoli elettrici ed alimentare gli altri servizi, ma anche agli edifici e ai conglomerati urbani situati lungo le autostrade. L'efficacia dei pannelli aumenta a seconda della loro esposizione al sole, mentre l'efficienza è garantita da un sistema di immagazzinamento dell'energia che permette di rilasciare l'energia accumulata di notte o quando le giornate sono meno assolate.

Le strade ghiacciate o innevate sono forse uno dei maggiori pericoli per chi viaggia in autostrada. Un'idea di Eurovia potrebbe farle diventare un lontano ricordo. Eurovia è una società del gruppo francese Vinci che si occupa della progettazione, costruzione e manutenzione di infrastrutture. Già dal 2012 i suoi ingegneri stanno lavorando a Power Road: un innovativo scambiatore di calore prodotto con materiali riciclabili che, posto sotto la superficie della strada, è in grado di raccogliere l'energia termica solare accumulata nell'asfalto durante i periodi caldi ed immagazzinarla nel sottosuolo attraverso un sistema geotermico complementare. Durante la stagione invernale, questo accumulo può essere prelevato sia per la manutenzione dell'infrastruttura (ad esempio dopo episodi nevosi) che per il riscaldamento degli edifici circostanti. Questa tecnologia è stata testata con successo e ha visto la sua prima applicazione nei parcheggi. A breve si proseguirà con la sperimentazione su superfici sempre più estese.

Credits - Eurovia VINCI

Al momento è un progetto pilota olandese, ma presto in tutte le autostrade potrebbe accadere che in caso di pioggia o neve, le linee tratteggiate si convertano in linee continue per vietare il sorpasso tra veicoli. Oppure, che al ghiacciarsi del manto stradale, appaiano sulla strada immagini di fiocchi di neve per invitarci a rallentare e prestare più attenzione. O ancora, che la segnaletica orizzontale al calare della notte diventi fluorescente. Ma come è possibile tutto questo? Per la prima volta, in Olanda, l'artista Daan Roosegaarde e la società di costruzione Heijmans hanno dato vita a Glowing Lines, un'iniziativa che fa parte del progetto Smart Highway. Si tratta di una segnaletica orizzontale costituita da linee speciali che raccolgono energia durante il giorno e restituiscono luce la sera. L'obiettivo è di aumentare la  visibilità della segnaletica rendendo così il viaggio notturno, o in condizioni di meteo critiche, più sicuro. Le Glowing Lines sono già attive sulla  N329 a Oss nei Paesi Bassi e  il ministro olandese delle infrastrutture ha chiesto allo Studio Roosegaarde di realizzare un nuovo progetto di Smart Highway per l'"Afsluitdijk", l'iconica diga di 32 km.

Credits - Studio Roosegaarde

Auto che si lanciano segnali fra loro, ponti che parlano e ci aggiornano sulle loro condizioni e gallerie che mandano un allarme quando le infiltrazioni di acqua diventano minacciose. Non è un sogno o una visione: è quello che l'Internet delle Cose potrà rendere vero da qui a qualche anno. Con Internet of Things (IoT) si intende la connettività ad Internet da parte di qualsiasi oggetto. Le autostrade, grazie all'Intelligenza Artificiale e all'IoT, potranno avere una segnaletica dinamica, mentre gli autoveicoli  comunicheranno tra di loro e con le infrastrutture. Tenendo conto di diversi fattori (clima, traffico e condizioni del manto stradale) sarà possibile adattare le distanze di sicurezza tra i veicoli, regolare i limiti di velocità, aumentare o diminuire la larghezza della carreggiata e adattarne la direzione. Tutto ciò sarà reso possibile dai sensori posizionati sull'intero ecosistema autostradale che comunicheranno fra loro attraverso le reti a banda ultra larga della nuova rete mobile 5G.

In questo modo è possibile viaggiare in condizioni di sicurezza ottimali, evitare congestionamenti, richiedere soccorso, seguire percorsi alternativi, segnalare la presenza di stazioni di ricarica, parcheggi, disponibilità di veicoli in modalità condivisa.

L'Internet of Things (IoT), inoltre, associato all'utilizzo di droni e di modelli digitali in 3D è in grado di sorvegliare e monitorare le autostrade in modo tale da garantire un incremento di sicurezza e funzionalità. Sarà possibile anche creare archivi digitali con fotografie, rilevamenti, progetti iniziali e di mantenimento di ognuna di queste con il fine di aiutare le aziende nella manutenzione e nell'avere uno storico delle operazioni effettuate.