Perché in autostrada si formano code senza nessun motivo visibile?
Vi sarà capitato di trovarvi fermi in autostrada, incolonnati in mezzo a tanti altri veicoli nelle vostre stesse condizioni. Probabilmente avete immaginato che fosse successo qualcosa di grave, vista la situazione, ma poi a un certo punto la coda è ripartita e nei chilometri successivi non avete visto né incidenti né cantieri o altro che potesse giustificare la fermata collettiva di così tanti veicoli su un’arteria pensata appositamente per lo scorrimento veloce.
Questo fenomeno ha un nome tecnico: si chiama ingorgo fantasma (in inglese, phantom traffic jam o semplicemente phantom jam).
Normalmente viene spiegato in questo modo: un automobilista, chiamiamolo Andrea, tocca i freni leggermente, per qualunque motivo anche banale, e quello che lo segue, chiamiamola Berenice, vede le luci di frenata di Andrea ma reagisce inevitabilmente con qualche istante di ritardo perché i suoi riflessi non sono istantanei. Questo ritardo comporta che i due veicoli comincino ad avvicinarsi pericolosamente, per cui Berenice frena un po’ più dello stretto necessario, per sicurezza.
Carlo, che sta dietro Berenice, vede la frenata un pochino brusca e frena a sua volta, ma anche lui reagisce con un fisiologico ritardo e quindi frena anche lui più dello stretto necessario. Davide, che sta dietro Carlo, fa lo stesso, e così via. Se questa situazione si ripete molte volte perché c’è traffico intenso, ogni conducente frena un po’ più di quanto serva realmente, amplificando man mano il fenomeno, fino a che Vittorio, che sta una ventina di auto più indietro, è costretto a fermarsi completamente.
Quest’onda di reazioni leggermente eccessive si propaga all’indietro lungo la serie di auto che sta percorrendo l’autostrada. La sua velocità di propagazione è di circa 15 km/h. La si vede molto concretamente in questo video della divulgatrice scientifica Hannah Fry.
Sappiamo inoltre che questo fenomeno è reale e misurabile grazie a un celebre esperimento effettuato nel 2008 da ricercatori giapponesi dell’Università di Nagoya, in Giappone. A 22 conducenti è stato chiesto di percorrere un circuito circolare di 230 metri a una velocità costante di 30 km/h. Nonostante l’assenza di incroci, semafori o incidenti, nel giro di pochi minuti si è verificato spontaneamente un ingorgo fantasma.
La spiegazione legata ai tempi di reazione degli esseri umani è a prima vista plausibile e risolutiva, ma non chiarisce il motivo per cui questi ingorghi fantasma non si manifestano sempre, visto che gli automobilisti toccano i freni o cambiano velocità in continuazione.
C’è infatti un altro fattore da considerare: il volume di traffico. Quando questo volume aumenta, la distanza tra i veicoli diminuisce inevitabilmente. Se scende sotto una certa soglia, i tempi di reazione generano l’ingorgo fantasma. Nell’esperimento giapponese, la soglia di densità critica è risultata pari a 22 veicoli: gli ingorghi si verificavano con 22 o più auto, ma si risolvevano spontaneamente con un numero inferiore a 22. Lo studio è pubblicato nel numero di questo mese del New Journal of Physics.
Secondo le ricerche fatte fin qui su questo fenomeno, gli ingorghi fantasma sono prevenibili se i conducenti evitano di cambiare corsia bruscamente o frequentemente e se viaggiano tutti grosso modo alla stessa velocità, senza andare né molto più veloce né molto più piano della velocità limite consentita dalla segnaletica.
Sarà interessante vedere se e come cambierà questo fenomeno quando quasi tutti i veicoli saranno dotati di cruise control adattivo, che ha tempi di reazione molto più rapidi di quelli umani e normalmente dosa meglio la frenata, mantenendo la distanza dal veicolo che precede.
Fonti
Traffic Jams Happen, Get Used to It, Science.org, 2008
Traffic jams without bottlenecks—experimental evidence for the physical mechanism of the formation of a jam, New J. Phys. 10 (2008) 033001, doi:10.1088/1367-2630/10/3/033001 (archiviato su Archive.org)
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