Maine a îngropat 20.000 de anvelope uzate sub un drum. Experimentul neobișnuit a redus efectele înghețului și dezghețului

De-a lungul unei porțiuni de drum din statul american Maine, inginerii au îngropat ceva ce majoritatea oamenilor s-ar aștepta să vadă mai degrabă într-un cimitir de mașini decât sub roțile automobilelor: aproximativ 20.000 de anvelope uzate.

Experimentul neobișnuit a fost conceput pentru a rezolva două probleme în același timp. Drumurile din Maine se confruntă cu un ciclu sezonier dificil, în care iarna îngheață solul, iar dezghețul din primăvară îl transformă într-o suprafață moale și instabilă. Drumurile acoperite cu pietriș pot dezvolta rapid șleauri și gropi pe măsură ce vehiculele circulă peste suprafața slăbită.

În același timp, statul generează anual peste un milion de anvelope uzate, ceea ce creează o problemă tot mai mare legată de deșeuri, cu puține soluții simple pentru valorificarea lor.

Inginerul de la University of Maine, Dana Humphrey, s-a întrebat dacă anvelopele mărunțite ar putea deveni parte din soluție. Tăiat cauciucul în bucăți mari și așezat sub o suprafață convențională de pietriș, materialul s-a comportat diferit față de umplutura obișnuită folosită la drumuri, potrivit Times of India.

Când a venit primăvara, sectorul experimental a prezentat o penetrare vizibil mai redusă a înghețului și o deteriorare mai mică decât porțiunile din apropiere ale drumului.

Acest experiment timpuriu oferă o perspectivă interesantă asupra modului în care ingineria creativă poate transforma o problemă persistentă legată de deșeuri într-o soluție reală pentru infrastructură, putând schimba în anii următori modul în care statele abordează atât eliminarea anvelopelor uzate, cât și rezistența drumurilor în regiunile afectate de ciclurile de îngheț și dezgheț.

Maine a testat anvelope vechi sub drumuri pentru a le face mai rezistente primăvara

Maine are o rețea deosebit de extinsă de drumuri neasfaltate, multe dintre acestea fiind expuse în mod repetat ciclurilor de îngheț din timpul iernii și dezghețului din primăvară.

Pe măsură ce temperaturile cresc, apa reținută în sol poate transforma suprafețele drumurilor într-un teren moale. Vehiculele grele agravează apoi situația, lăsând porțiuni ale drumurilor cu pietriș greu de parcurs.

Ideea utilizării bucăților de anvelope a fost dezvoltată de inginerul civil Dana Humphrey, de la University of Maine, care cerceta dacă proprietățile neobișnuite ale cauciucului mărunțit ar putea fi exploatate în structura unui drum.

Metoda oferea o modalitate de reutilizare a anvelopelor uzate, abordând în același timp o problemă practică întâlnită anual pe drumurile rurale, în special în zonele în care condițiile sezoniere pot deteriora rapid fundația drumurilor.

Materialul nu era folosit ca înlocuitor pentru suprafața de rulare a drumului. În schimb, acesta forma un strat aflat sub pietrișul convențional.

Bucățile de cauciuc aveau rolul de a modifica ceea ce se întâmplă sub suprafață, nu de a constitui stratul pe care circulau efectiv vehiculele.

20.000 de anvelope au ajuns sub un drum din Maine pentru un test desfășurat pe timpul iernii

Potrivit Los Angeles Times, o porțiune din Dingley Road, în Richmond, a devenit locul unui experiment desfășurat pe durata unei întregi ierni.

Aproximativ 20.000 de anvelope uzate au fost tăiate în bucăți cu dimensiuni de aproximativ 5–7,5 centimetri. Bucățile conțineau în continuare armătura metalică din interiorul anvelopelor.

Acestea au fost întinse pe o porțiune de drum de aproximativ 183 de metri, formând un strat cu grosimea cuprinsă între aproximativ 15 și 30 de centimetri.

Peste ele a fost așezat pietriș în straturi succesive, până când s-a format o suprafață de drum cu aspect convențional.

Experimentul a fost monitorizat îndeaproape. Peste 100 de senzori de temperatură au fost instalați la diferite adâncimi în fundația drumului de Robert A. Eaton, de la Cold Regions Research & Engineering Laboratory al US Army Corps of Engineers.

Senzorii au fost conectați la computere din Hanover, New Hampshire, permițând înregistrarea temperaturilor din interiorul structurii drumului pe parcursul întregii ierni.

Până în primăvară, sectorul în care fuseseră utilizate bucățile de anvelope se comporta diferit față de porțiunile din apropiere realizate exclusiv din pietriș.

Înghețul pătrunsese până la aproximativ jumătate din adâncimea observată în secțiunile de comparație, în timp ce porțiunile formate doar din pietriș s-au deteriorat grav în timpul dezghețului.

De ce s-au comportat anvelopele mărunțite diferit față de pietrișul obișnuit

Bucățile de anvelope au un avantaj fizic față de agregatele obișnuite folosite la drumuri: sunt mult mai ușoare.

Pietrișul cântărește aproximativ 125 de livre pe picior cub, în timp ce materialul provenit din anvelope folosit în experimente cântărea aproximativ 40 de livre.

Această diferență poate deveni importantă atunci când este necesară utilizarea unor cantități mari de material de umplutură.

Un material mai ușor exercită o presiune mai mică asupra solului de dedesubt, ceea ce face ca această metodă să fie deosebit de interesantă pentru construcțiile realizate pe terenuri slabe.

Cauciucul se comportă, de asemenea, diferit de solul mineral atunci când temperaturile se schimbă. Acesta nu transferă căldura la fel de ușor, ceea ce le conferă bucăților de anvelope proprietăți izolatoare.

În același timp, formele neregulate ale bucăților lasă spații prin care apa poate circula.

Cele trei caracteristici — greutatea redusă, izolarea termică și drenajul — au făcut ca materialul să fie util pentru mai mult decât simpla împiedicare a pătrunderii înghețului într-un drum.

Inginerii au început să testeze bucățile de anvelope și în afara construcției drumurilor

Humphrey și doi studenți absolvenți au început, de asemenea, să construiască un zid de sprijin în campusul University of Maine.

Structura planificată avea aproximativ 4,5 metri înălțime și urma să testeze dacă bucățile de anvelope puteau fi folosite drept material de umplutură ușor în spatele unui zid.

Aplicația putea avea implicații pentru zonele în care umplutura convențională din pământ exercită o presiune semnificativă asupra versanților sau asupra structurilor de sprijin.

Humphrey a sugerat că metoda ar putea fi utilizată pe drumurile abrupte din sudul Californiei, unde reducerea greutății materialului amplasat pe un versant ar putea fi utilă pentru gestionarea problemelor asociate pantelor instabile.

Conceptul era diferit de utilizarea cauciucului măcinat fin în asfalt.

Cauciucul granulat fusese deja folosit în anumite proiecte de asfaltare a autostrăzilor, însă necesita un produs mult mai procesat și era considerabil mai scump.

Pentru refacerea stratului de asfalt pe o distanță de o milă de autostradă în Maine, materialul ar fi necesitat aproximativ 6.000 de anvelope, la un cost de peste 20 de dolari pentru fiecare anvelopă.

Folosirea unor bucăți mai mari de anvelope ca material de umplutură putea consuma cantități mult mai mari de anvelope fără a necesita același nivel de mărunțire și procesare.

Maine avea milioane de anvelope vechi și puține soluții pentru ele

Experimentul ingineresc se desfășura pe fondul unei probleme importante legate de deșeuri.

Se estima că locuitorii statului Maine aruncau aproximativ 1,2 milioane de anvelope în fiecare an. Unele ajungeau depozitate în grămezi uriașe, inclusiv stocuri abandonate care provocau probleme de mediu și riscuri de incendiu.

Anvelopele pot reține apa de ploaie, oferind locuri în care țânțarii se pot înmulți, în timp ce incendiile de proporții izbucnite în grămezile de anvelope pot arde perioade îndelungate și pot produce fum greu de gestionat.

Politica de reciclare a statului fusese influențată și de problemele juridice și de mediu asociate cu două depozite uriașe de anvelope.

Autoritățile guvernamentale au ajuns în cele din urmă să fie nevoite să gestioneze aceste locații, ceea ce a sporit presiunea pentru găsirea unor modalități de valorificare a anvelopelor după ce acestea nu mai puteau fi utilizate.

Pentru reciclatori, însă, găsirea unei piețe de desfacere nu era neapărat partea cea mai dificilă a colectării lor.

Piața produselor fabricate din anvelope vechi era încă relativ mică. În multe cazuri, serviciul de eliminare a anvelopelor genera mai multe venituri decât vânzarea materialului reciclat. Unele anvelope erau deja arse pentru producerea de energie.

Maine avea instalații de transformare a deșeurilor în energie care puteau utiliza bucăți de anvelope, iar o fabrică de hârtie le folosea, de asemenea, drept combustibil.

Totuși, pregătirea materialului pentru ardere presupunea propriile costuri, în special deoarece oțelul trebuia îndepărtat pe cât posibil, iar cauciucul trebuia tăiat în bucăți mai mici.

Următorul test s-a apropiat de condițiile unei autostrăzi obișnuite

Experimentul din Richmond a folosit o suprafață de pietriș, astfel că nu a oferit răspunsuri la toate întrebările legate de modul în care s-ar comporta bucățile de anvelope sub un drum asfaltat obișnuit.

Acesta era scopul unui test planificat în North Yarmouth.

O porțiune de autostradă cu suprafață asfaltată urma să fie construită mai târziu în acea vară, oferind posibilitatea de a vedea dacă materialul se poate comporta corespunzător sub un strat convențional de asfalt, în condiții reale de trafic.

Testele anterioare indicau că, după compactarea bucăților de anvelope cu ajutorul echipamentelor obișnuite de construcție a drumurilor, acestea puteau suporta sarcinile impuse de camioanele grele.