La primavera è arrivata e le strade sono un disastro. Ma i giorni degli automobilisti che chiamano per segnalare le buche potrebbero un giorno essere un ricordo del passato.

Anziché, reti di sensori wireless autoalimentati verrebbero posate sotto il manto stradale, fornire aggiornamenti regolari sulle condizioni stradali ai pianificatori dei trasporti, conducenti con auto connesse e altre parti.

Questa è la promessa di ePave, un progetto congiunto che coinvolge scienziati informatici dell'Università di Buffalo e ricercatori dell'Università cinese di Chang'an.

"Vogliamo rilevare i guasti stradali prima che si verifichino, e infine aiutare gli automobilisti a evitare incidenti stradali dovuti a strade danneggiate, "dice Wenyao Xu, dottorato di ricerca, assistente professore di informatica e ingegneria presso UB, e uno dei co-leader del progetto.

L'idea di incorporare sensori nella pavimentazione non è nuova. Un esempio di ciò sono i sensori interrati agli incroci che richiedono il cambio dei semafori se un altro veicolo sta attraversando la strada. Questi sistemi sono alimentati da cavi che si collegano ai semafori.

Molti ricercatori stanno cercando di creare sistemi più intelligenti utilizzando la tecnologia wireless. Ciò potrebbe consentire il monitoraggio di intere strade, comprese le condizioni del traffico e del sottosuolo, come pressione e livelli di umidità, questo può essere un segno che si stanno sviluppando buche o altre faglie stradali.

Molti sistemi wireless proposti si concentrano sulle batterie. Il problema con quell'idea, Xu dice, è che i pianificatori dei trasporti dovrebbero fare a pezzi la strada per sostituire le batterie. Altre fonti di energia alternative includono solare, energia meccanica e termica, o raccolta di segnali radio ambientali. Eppure ognuno deve affrontare limiti di costo, installazione, manutenzione e altri problemi.

ePave tenta di aggirare questi problemi sfruttando la piezoelettricità, lo stesso tipo di carica elettrica utilizzata dagli accendini elettrici e dai pickup per chitarre acustiche, dallo stress meccanico che i veicoli esercitano sulle strade.

Ogni sensore ha le dimensioni di un portachiavi. I test con un prototipo suggeriscono che possono essere posizionati fino a 500 piedi di distanza. A due o tre centimetri sotto la strada, possono raccogliere e immagazzinare energia sufficiente per rilevare regolarmente l'umidità, pressione e altre informazioni utili. Può quindi inviare questi dati ogni 10 minuti alle stazioni di rilancio fino a 1, 000 piedi di distanza.

Queste stazioni di rilancio potrebbero essere integrate in lampioni stradali o strutture simili, e i dati potrebbero quindi essere trasmessi a una rete tramite cavi sotterranei. A sua volta, tali informazioni potrebbero quindi essere condivise con i pianificatori dei trasporti, auto connesse e altro.

Pur promettendo, ePave non è ancora pronto per le strade. I ricercatori intendono continuare a studiare il sistema, compresa la vita del modulo piezoelettrico, che sperano durerà almeno cinque anni e forse fino a 20 anni. Stanno anche esaminando come incorporare al meglio i sensori, modi per ridurre i costi e altre questioni.

Maggiori informazioni sul sistema possono essere trovate in uno studio sulla rivista Sensori .