تقنية جديدة لتبريد الأرصفة الإسفلتية في فينيكس

تقنية جديدة لتبريد الأرصفة الإسفلتية في فينيكس

1 دقيقة قراءة
تعاني مدن كثيرة من ارتفاعَ درجات الحرارة على امتداد طرقاتِها المعبدة بالإسفلت.
شارك هذا المحتوى

أضف إلى المفضلة ♡ 0

تعاني مدن كثيرة من ارتفاعَ درجات الحرارة على امتداد طرقاتِها المعبدة بالإسفلت. وضمن جهود مدينة فينيكس الأمريكية للحدّ من هذه الظاهرة، قامت بلديتها بطلاء الأسطح المرصوفة بمواد تعكس الحرارةَ بدلاً من تخزينها، ثم أطلقت مشروعاً لجمع البيانات وتقييم جدوى العملية.

أحدث توسُّع البيئة الحَضَرية ارتفاعاً كبيراً في درجات الحرارة، كما أن تغيُّر المناخ أصبح  تحد عالمي ملح. حيث أن الأسطح المعبَّدة بمواد كتيمةٍ أو غير نافذة كالخرسانة الإسفلتية تمتصُّ الحرارة خلال ساعات النهار، وتخزِّنُها لتحرِّرَها طيلة الليل، في عمليةٍ دوريةٍ تجعل المدن أكثر حرارةً من المناطق الريفية المجاورة بما يعرف بظاهرة "الجزيرة الحرارية الحضرية".

وفي مدينة فينيكس الواقعة بولاية أريزونا الأمريكية تشكِّل الأسطح المرصوفة قرابة 40% من مساحة المدينة، وتُعدُّ سبباً رئيسياً لظاهرة الجزيرة الحرارية الحضرية وما يصاحبها من ارتفاع درجات الحرارة، حيث يتسبب الارتفاع الليليّ لدرجات الحرارة بزيادة استهلاك الطاقة وانبعاثات الغازات الدفيئة وتلوث الهواء وغيرها من التحديات البيئية، مما يتطلّب من السلطات المعنية وضع استراتيجياتٍ تهدف لتخفيف درجات الحرارة المتزايدة والحدِّ من تخزينها في الأسطح الإسفلتية كالطرق والأرصفة ومواقف السيارات، كما يستدعي إجراءَ الدراسات التجريبيةَ والتحليلية لتقييم فاعلية تلك الاستراتيجيات.

وجاء مؤخراً من بين هذه الاستراتيجيات توجه مدينة فينيكس إلى طلاء الأرضيات بمادةٍ تعكس الإشعاع الشمسيَّ بدل تخزينه، وتتميز بلونٍ أفتحَ من الأسفلت التقليديّ، لتقليل كمية الحرارة التي تمتصها الأرصفة، وبالتالي تعديل درجة الحرارة. واختارت بلدية مدينة فينيكس هذه الاستراتيجية ضمن الاختبار التجريبيّ لبرنامج "الطرق الباردة"، فاستخدمت منتج "كول سيل" (CoolSeal) الذي تصنعه شركة "غارد توب" (GuardTop) لطلاء مسافةٍ تقارب 58 كيلومتراً توزَّعت على مناطق المدينة الرئيسة بعد اختيار حيٍّ في كلٍّ منها، إلى جانب موقفٍ للسيارات.

ومن ثم تعاونت إدارة النقل في فينيكس مع مركز "روب وميلاني والتون" للحلول المستدامة في جامعة أريزونا لتقييم الاختبار، حيث استعانت بالعديد من باحثي الجامعة للمشاركة في الدراسة. وتضمنت عمليات التقييم رصد درجات الحرارة في الأحياء المشمولة في التجربة وفي أيام وأوقات مختلفة على مدار عام كامل لتحديد آثار الطلاء على درجات الحرارة في ظل ظروف مناخية متنوعة. ولتحقيق هذا الهدف، استُخدمت أنواع عديدةٌ من المنصات وأجهزة الاستشعار لجمع البيانات التي جرى تحليلها بشكل آني في مختبرات جامعة ولاية أريزونا.

وقام الفريق المشرف على التجربة بتسيير مركبة متنقِّلة خاصة بالأرصاد الجوية الحيوية عبر 3 أحياء خضعت للمعالجة وأجرت المقارنات مع الطرق التي لم يتم طلاؤها. عملت تلك العربات على قياس حرارة الهواء والرطوبة النسبية وسرعة الرياح واتجاهها كلّ 45 إلى 60 ثانية وعند نقاطٍ مُحددةٍ مسبقاً. كما تضمنت مقياساً للإشعاعات على اختلاف أنواعها، مثل إشعاع الموجات القصيرة كأشعة الشمس المرئية والأشعة فوق البنفسجية، والموجات الطويلة كالحرارة المنبعثة من الأسطح الساخنة. وبالإضافة لذلك، زُوِّدَت العربات بأجهزة قياس حرارية سريعة الاستجابة وقادرة على رصد درجة حرارة الهواء على ارتفاع قرابة مترين من السطح. وثُبِّتَ أسفلَ العربة مقياسٌ للأشعة تحت الحمراء، بحيث يبعد 30 سنتيمتراً تقريباً عن الأرض ويقيس حرارة السطح. وواصلت هذه الأدوات تسجيل درجات الحرارة بفارق ثانيةٍ بين كلِّ قراءةٍ وأخرى، وذلك لـ4 ساعاتٍ يوميةٍ موزَّعةٍ على فتراتٍ مختلفة، وهي قبل الشروق وفي فترة الظهيرة، وما بعدها، وما بعد الغروب.

ولإجراء تقييماتٍ طويلة الأمد، وُضعت أدواتٌ لقياس مؤشرات الأداء على مدى 7 إلى 10 أشهر، كأجهزة الاستشعار التي ثُبِّتت داخل الأرصفة على عمق قرابة سنتيمترين ونصف في 10 مواقع مختلفةٍ لترصدَ درجات الحرارة تحت أسطحها. وفي المرحلة الأخيرة، تم تنظيم النتائج الرئيسية للبحث ضمن 3 فئات وفقاً لنوع الدراسة الميدانية والمقاييس المهمة لدرجات الحرارة.

وفي نهاية التجربة، أظهرت النتائج أنّ الأسطح المعالجةَ كانت أقلّ حرارة من تلك غير المُعالجة بفارق بضع درجاتٍ على مقياس فهرنهايت، مما يؤكد كونَها أقلّ امتصاصاً للإشعاع الشمسيّ. وفي السياق ذاته، كانت درجة حرارة الهواء على ارتفاع مترين فوق الأسطح المُعالجة أقلّ من الأسطح غير المعالجة، مما يخفف التأثير الحراري لظاهرة "الجزيرة الحراريّة الحضريّة" ليلاً. وبالنسبة لدرجات الحرارة تحت الأسطح، فقد أظهرت النتائج أن الأسطح المعالجة أقل حرارةً أيضاً.

وبينما أبدى أغلبية سكان مدينة فينيكس رضاهم عن المشروع، تباينت آراء بعضهم حول المظهر الجماليّ للأرصفة بعد صبغها وما يتبعه من أثر سلبي على قيم العقارات، كما عبر البعض عن تحديات مستقبلية تمثلت في طرح تساؤلات حول طول عمر الطلاء وتأثير احتكاك الأسطح المطلية مع عناصر الطريق المتحركة كالسيارات والدراجات والمشاة. وأوصت الدراسة بمواصلة الاختبارات وطلاء الطرق الجديدة وتقديم إرشاداتٍ للحد من التلف السطحي وآثار الإطارات على الطلاء، وإجراء تقييماتٍ أشملَ تتضمن قطاعات الطاقة والمياه والصحة.

ومن خلال هذا المشروع، تمكنت بلدية مدينة فينيكس من تخفيف درجات الحرارة وتحسين عمر الطرقات وأدائها، كما حققت نجاحاً في الوصول إلى أكبرَ مساحة من الأسطح المُعالجة في العالم.

 

المراجع:

https://www.phoenix.gov/streetssite/Documents/Phoenix%20Cool%20Pavement%20Exec%20Summary_091420213.pdf

 

اشترك في منصة ابتكر لتبقَ على اطلاع على أحدث المبادرات والمساقات والأدوات والابتكارات الحكومية
قم بالتسجيل
أشترك في القائمة البريدية لمنصة ابتكر | كل أسبوع
القائمة البريدية للمبتكرين
نشارك أكثر من 20,000 مبتكر أسبوعياً نشرة أخبارية ترصد الابتكارات العالمية من كافة أنحاء العالم
Subscription Form (#8)
المزيد من ابتكر

سنغافورة تعزز الاستخدام المسؤول للذكاء الاصطناعي

كشفت السلطات في سنغافورة عن تطويرها لإطار عمل ومجموعة أدوات اختبار مبتكرة تساعد الشركات في مختلف القطاعات على تعزيز الحوكمة والشفافية والمساءلة في تطبيقاتها للذكاء الاصطناعي.

 · · 29 يناير 2024

التحول الرقمي للقطاع المالي البرازيلي يعزز الشمول المالي

تشهد البرازيل ثورةً في عالم التمويل الرقميّ وتزايداً في أعداد المنضمّين إليه، من خلال حملة إصلاح شاملة تقودها الحكومة، تكثِّف استخدام التكنولوجيا وتركّز على احتياجات العملاء وتجدِّد اللوائح وتطوِّر تطبيقات التحويل الفوري وتحمي مواطنيها من ارتفاع الفوائد وعمليات الاحتيال.

 · · 22 يناير 2024

كيف يساعد الذكاء الاصطناعيّ فِرَق الإطفاء الأمريكية

أمام أخطار كثيرة ومتنوعة تواجه رجال الإطفاء، من الأبنية الآيلة للانهيار إلى حالات الوهج الشديد التي قد تحدث في أي لحظة عند ارتفاع درجات حرارة الحرائق أو حرائق الغابات التي تلتهم كلّ ما في طريقها، لجأت عدة مدن أمريكية للذكاء الاصطناعيّ، بغية ترتيب أولويات هدم الأبنية القديمة، وإرشاد فِرَق الإطفاء في مهامها، والتنبؤ بحالات الانفجار الناتجة عن الحرائق الشديدة.

 · · 19 ديسمبر 2023

مدن ألمانية تحلّ التحديات المعقّدة باستخدام التوائم الرقمية

لأنّ التوائم الرقمية تقدّم نماذج تقنية تدعم التنمية المستدامة المستقبلية، تعمل الحكومة الألمانية باختلاف مستوياتها على إنشاء هذه التوائم، فترسي الشراكات مع القطاع الخاص لتطوير شبكة السكك الحديدية وإدارة شبكات المياه وتحسين جودة الحياة.

 · · 19 ديسمبر 2023

حكومات توظف الابتكار لمواجهة القيادة المستهترة

سعياً لاحتواء ظاهرة القيادة المستهترة التي تعتلي لائحة مسبِّبات حوادث الطرق في العالم، لجأت حكوماتٌ عدّة في كلٍّ من أوروبا وأمريكا إلى الكاميرات الذكية التي تعمل بالذكاء الاصطناعيّ، لترصدَ المخالفات وتتكاملَ مع أُطُر ولوائحَ قانونيةٍ صارمةٍ لا تتهاون مع أيّ سائقٍ يعطي لعوامل التشتيت الأولوية على حساب سلامته وسلامة الآخرين.

 · · 4 ديسمبر 2023
magnifiercrossmenuchevron-downarrow-right