Dall’imbuto all’onda: ecco perché si formano le code in autostrada

Le code in autostrada e il traffico congestionato sono l’incubo degli automobilisti in viaggio. Ma come e perché si formano? La risposta più immediata è “perché c’è troppo traffico”, ma le cose sono leggermente più complesse di così.

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L’IMBUTO E L’ONDA

Molto spesso le code si generano perché la capacità di contenimento di una strada è inferiore alla densità dei veicoli in transito. il fenomeno è lo stesso di quando versiamo liquido in un imbuto: se è troppo tutto in una volta, smette di scendere se non addirittura inizia a risalire.

Questo accade anche sulle autostrade: quando molte macchine si immettono contemporaneamente su un tratto stradale a tre o due corsie qualche intoppo ci può essere.

L’ideale per evitare le code sarebbe evitare di superare quella densità massima oltre la quale la strada smette di funzionare in modo ottimale. Il valore per cui il traffico smette di comportarsi come un fluido senza viscosità dipende da tanti fattori, per una autostrada vale circa 25auto/km.

La soluzione è allargare le strade? Non proprio: è un concetto controintuitivo, ma più strade creano più traffico, perché più persone sono spinte a prendere l’auto.

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Spesso – anche in assenza di incidenti, lavori, o altre cause oggettive di rallentamento – quando il traffico è sostenuto procede “a onde”. Per studiarlo si usano proprio modelli matematici, che modellizzano le automobili usando gli strumenti della termodinamica e della meccanica dei fluidi. Questi studi evidenziano come a volte siano eventi poco rilevanti e generare una coda più o meno lunga.

COSA ALTERA IL FLUSSO DEL TRAFFICO

Durante il viaggio si presentano, puntuali, inspiegabili rallentamenti sulle strade, che apparentemente sembrano svilupparsi dal nulla, senza motivo. Si dice che il battito d’ali di una farfalla possa provocare un uragano dall’altra parte del mondo: qualcosa di simile accade con le code in autostrada. In condizioni di traffico sostenuto basta, ad esempio, che un’auto cambi corsia per rallentarne, anche di poco, diverse altre.

Una piccola perturbazione del flusso regolare del traffico provoca una catena di eventi che si propaga come una lunga onda, che ha ripercussioni sempre più indietro, amplificandosi fino a rallentare e causare la formazione di code. Il risultato è subito servito: andatura a singhiozzo, con continui stop and go, e lunghi incolonnamenti. Il tutto può poi sbloccarsi con con una accelerazione progressiva fino a tornare alla normalità.

LO STUDIO

La “teoria dell’onda” non era mai stata provata in condizioni reali, al di fuori di un laboratorio. Ci hanno pensato i ricercatori della Vanderbilt University del Tennessee, con il contributo della Ford che ha messo a disposizione una flotta di 36 auto dotate del sistema di frenata automatica.

I ricercatori della Vanderbilt University del Tennessee hanno mostrato che questi ingorghi stradali a volte sono provocati da incidenti, ma molto spesso sono causati da fattori umani: distrazioni alla guida, cattive abitudini (sorpassi a destra, cambi di corsia improvvisi, veicoli che viaggiano attaccati al paraurti dell’auto che li precede), tempi di reazione rallentati e frenate inutili.

“Quando un guidatore sfiora i freni, può verificarsi una reazione a catena che porta a frenare anche i conducenti delle auto che seguono, causando, in questo modo, l’arresto del flusso di traffico”.
I ricercatori della Vanderbilt University del Tennessee

CRUISE CONTROL ANTI-CODA

I veicoli dell’Ovale Blu hanno percorso due volte lo stesso tragitto: prima senza il supporto del Cruise control adattivo (i driver hanno dovuto frenare e accelerare manualmente il veicolo) e dopo con la tecnologia degli Adas in funzione.

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Le code, che si erano formate nel primo caso, sono sparite quando tutte le 36 auto hanno attivato l’Adaptive cruise control (ACC). Il Cruise control adattivo è in grado di mantenere la distanza di sicurezza dai veicoli davanti, accelerando o frenando in maniera automatica, senza l’intervento del conducente. Il test ha rilevato dei vantaggi anche nel caso di un solo veicolo su tre con ACC attivo.

Questo test, condotto dai ricercatori della Vanderbilt University del Tennessee, dimostra come le tecnologie di assistenza alla guida già disponibili in commercio possono essere impiegare per evitare le code in autostrada e rendere più scorrevole il flusso del traffico.

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