อังกฤษพัฒนาถนนพลังงานความร้อนใต้พิภพ ยั่งยืน ปลอดภัย ไร้หลุมบ่อ

การเปลี่ยนแปลงสภาพอากาศส่งผลกระทบต่าง ๆ ต่อโลกของเราในหลายแง่มุม อย่างเช่นการทำให้ถนนชำรุด ทำให้สูญเสียงบประมาณในการซ่อมบำรุง สหราชอาณาจักรคาดว่าภายในทศวรรษหน้าจะมีค่าซ่อมแซมถนนประมาณ 1.5 หมื่นล้านดอลลาร์หรือประมาณ 5.35 แสนล้านบาท รวมถึงเทคโนโลยีการสร้างถนนในปัจจุบันก่อให้เกิดก๊าซคาร์บอนประมาณ 700,000 ตันต่อปี ดังนั้น สหราชอาณาจักร จึงมีเป้าหมายที่จะลดการซ่อมถนนให้เหลือ 0 ภายในปี 2050

งานวิจัยนี้จะทดสอบการใช้พลังงานความร้อนใต้พิภพ (Geothermal Energy) เพื่อควบคุมอุณหภูมิของผิวถนน โดยจะใช้เทคโนโลยีที่เรียกว่า “ปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดิน” หากควบคุมอุณหภูมิได้สำเร็จจะช่วยให้ยืดอายุการใช้งานของถนน ลดการปล่อยก๊าซคาร์บอน และช่วยลดต้นทุนการบำรุงรักษาถนน

ดร. เบนยี่ เฉา (Benyi Cao) จากมหาวิทยาลัยเซอร์เรย์ เป็นผู้นำโครงการนี้โดยร่วมมือกับกรมทางหลวงแห่งสหราชอาณาจักร เกิดจากการตั้งข้อสังเกตว่าปั๊มความร้อนจากแหล่งพื้นดิน สามารถที่จะนำมาควบคุมอุณหภูมิได้ หน้าร้อนทำให้ถนนเย็น หน้าหนาวก็สามารถทำให้ถนนอุ่นขึ้น

ดร. เฉาบอกว่าปกติถนนจะมีอายุการใช้งานประมาณ 20 ปี แต่เมื่อเผชิญสภาพอากาศที่สุดโต่งก็จะทำให้อายุการใช้งานลดลง ซึ่งหากสามารถควบคุมอุณหภูมิของถนนได้ มันก็จะอยู่ได้นานขึ้น ส่งผลดีความปลอดภัย และการลดงบประมาณจากการซ่อมถนน

นอกจากนี้มีสถิติที่น่าสนใจอีกคือ นับตั้งแต่ปี 2018 หลุมบ่อบนถนนสายหลักในประเทศอังกฤษทำให้เกิดอุบัติเหตุบาดเจ็บกว่า 5,000 ราย และเมื่อปีที่แล้ว อังกฤษใช้งบประมาณในการซ่อมแซมถนนไปประมาณ 1.5 พันล้านดอลลาร์หรือประมาณ 5.35 หมื่นล้านบาท 

ดร. เฉาอธิบายว่ามี 3 ปัจจัยหลักที่ทำให้ถนนเป็นหลุมบ่อ อย่างแรกคือผลกระทบจากการจราจร ซึ่งหลีกเลี่ยงไม่ได้ อย่างที่ 2 คือ น้ำ และอย่างที่ 3 คือ วัฏจักรการเยือกแข็งและละลาย (freeze/thaw cycling) หมายถึง เมื่อถนนเป็นรอยแตก น้ำก็จะซึมเข้าไป เมื่อฤดูหนาวน้ำก็จะแข็งตัวและทำให้รอยแตกขยายออก เมื่ออุณหภูมิสูงขึ้น น้ำแข็งก็จะละลายและถนนหดตัว เมื่อเกิดเหตุการณ์แบบนี้ซ้ำ ๆ สารยึดเกาะของยางมะตอยก็จะอ่อนตัวลง ทำให้ถนนเสื่อมสภาพ เกิดเป็นหลุมเป็นบ่อ 

งานวิจัยนี้จะดำเนินการในห้องปฏิบัติการธรณีวิทยาเทคนิคในมหาวิทยาลัยเซอร์เรย์ มีระยะเวลาการวิจัย 5 ปี ตอนนี้นักวิจัยกำลังพัฒนาไมโครแคปซูลเสริมกราฟีน ซึ่งกราฟีนเป็นวัสดุที่สามารถนำความร้อนได้ดีและมีความแข็งแรง แคปซูลที่ถูกออกแบบมาให้นำความร้อนได้ดีนี้จะถูกฝังลงไปในดินเพื่อให้พื้นดินถ่ายเทและกักเก็บความร้อนได้ดีขึ้น

ทีมวิจัยยังมีแผนที่จะสร้างห้องที่จะสร้างถนนจำลองขึ้นมาในห้อง แล้วศึกษาประสิทธิภาพการระบายความร้อนและความยืดหยุ่นของถนนอีกด้วย

หากงานวิจัยนี้เสร็จสิ้นและประสบความสำเร็จ นั่นหมายถึงเราก็จะมีเทคโนโลยีที่ช่วยสร้างความยั่งยืนให้กับโลกได้อีกหนึ่งอย่างแล้ว

ที่มาข้อมูล Interestingengineering, Surrey