Interstate Speed Tunnels 

 

Interstate Speed Tunnels  

 

ABSTRACT 

 

In highway travel, air resistance is the primary factor that reduces gas mileage. In order to 

vastly reduce highway gas mileage in cars, the interstate highway system could be closed into 

tunnels with fans moving the air through the tunnel in the direction of traffic. As the air speed 

approaches the speed of the cars, gas mileage will approach a minimal value, thus greatly 

reducing emissions and consumption of fossil fuels. In order to power the fans and the lighting 

inside of the tunnel, solar panels will cover the tops of the tunnels. The excess power will be 

redirected towards major cities and used to further reduce dependency on fossil fuels, most 

notably coal and natural gas. 

 

 

 

 

Interstate Speed Tunnels  

PRESENT TECHNOLOGY 

As of 2007, there are approximately 136 million automobiles in the United States. These cars 

use almost 140 billion gallons of gasoline annually. While the total average gas mileage for cars 

in America is about 20 miles per gallon, or MPGs, the average highway mileage is around 25 

MPGs. The vast majority of the energy put into driving a car on the highway is spent on resisting 

friction due to air. Solar panels are large arrays of semiconducting material which convert 

sunlight into electrical energy. They are typically used in sets, with a large number of panels 

connected in series or parallel. These panels are somewhat expensive, though prices are falling 

rapidly with advances in production methods. In addition, solar panels currently absorb at most 

15% of the energy of the sunlight that hits them.  

HISTORY 

Although some models of motorized vehicles were created in the 18th and 19th centuries, the automobile 

did not rise into common use until the 1920s with the mass‐production of cars for consumer usage. 

Since then, many technological and structural improvements have been made, but the basic mechanics 

of self‐propelled vehicles has seen little change since the early 20th century. The National System of 

Interstate and Defense Highways (commonly called “the Interstate”) was initiated by Dwight D. 

Eisenhower in 1956. The project as originally planned was completed in 1992 with the opening of I‐70. 

The Interstate highway system cost approximately $114 billion dollars and took 35 years to construct.  

FUTURE TECHNOLOGY 

In twenty years, Interstate Speed Tunnels will cover half of all current interstate highways in the 

United States. An Interstate Speed Tunnel is a concrete covering for a highway with fans 

propelling the air within the tunnel at the same velocity as the traffic. (In all following diagrams, 

blue arrows indicate movement of 

air.)  

 The fans will move air both into and out of the tunnel to prevent a buildup of harmful fumes.  

 

 Also, periodic arrays of LEDs (light‐emitting diodes) will illuminate the tunnels at all hours of the day.  

  In order to power the lighting and the fans, a large amount of electricity will be needed. Solar 

panels will cover the top of the tunnel to provide electricity, some of which will be used 

immediately and some of which will be stored in large rechargeable batteries for nighttime use.  

 

The tunnel will open up shortly at large junctions, but only have an opening in the wall at 

smaller exits.  

 

 Solar panel efficiency will likely be as high as 30% in twenty years. In addition, if construction 

starts at the beginning of 2011, at least fifty percent of the Interstate highway system can be 

converted to Speed Tunnels by the end of 2031. Therefore in addition to vastly reducing the 

emissions coming from US vehicles, the energy from the solar panels on only a 1000 km stretch 

of tunnel will produce 21.6 billion watts every day*. That’s enough energy to power the entire 

state of Wyoming. With this high level of energy production, dependence on foreign oil will be 

vastly reduced, and coal‐burning power plants will become obsolete, further reducing the 

negative environmental impact of the US. 

 *Assuming panels can produce 180 Watts per hr*m2 for 15 m * 1,000,000 m and 8 hrs of good 

sunlight daily. 

BREAKTHROUGHS 

 In order for Interstate Speed Tunnels to become a practical addition to the transportation 

infrastructure, three main technological breakthroughs must occur: 

• Increased efficiency of solar panels, 

• Mass‐production of concrete tunnels, and 

• Manufacture of large, inexpensive arrays of LED lights 

In addition, a significant financial investment will be necessary for such a large‐scale project to 

be implemented, and so a source of fiscal support for the Interstate Speed Tunnels must be 

located. The most obvious and practical candidate would be the US Federal Government. 

     DESIGN PROCESS  During the development of the Interstate Speed Tunnel, the team considered many possible 

features for its implementation which were left out for simplicity and affordability’s sake. 

1) Air filters – Large filtering mechanisms could be attached to the output fans in order to 

further counteract air pollution from car exhaust. This feature would have greatly 

increased the costs of production and maintenance of the tunnel. 

2) Directionally adapted solar panels – In order to increase the efficiency of the solar 

panels, they could be put on tilting devices to make their angle perpendicular to the sun 

at all times of the day. This also would greatly increase the complexity and therefore 

cost of tunnel production without significantly increasing the possible energy output. 

3) Inside‐only fans – In the tunnel’s original design, the fans lined the top of the tunnel and 

only moved the air within the tunnel without bringing clean air inside. This design would 

have caused a constant build‐up of carbon monoxide within the tunnels, a very large 

health risk for travelers.  

   CONSEQUENCES  Positive consequences of the construction of Interstate Speed Tunnels: 

• Lowered fuel emissions and therefore lower environmental pollution. 

• Much higher highway gas mileage. 

• Less money spent on gasoline for travel, bringing distant family members together. 

• Long‐distance freight costs decrease, causing lowered prices for food and goods. 

• Excess energy from solar panels would both bring power to rural areas and supply more 

power to urban areas. 

• Coal‐ and gas‐burning power plants would become largely obsolete, further reducing 

our dependence on fossil fuels and shrinking America’s carbon footprint.  

• Thousands of jobs would be created (design, manufacture of parts, construction, etc.) 

 

Negative consequences of the construction of Interstate Speed Tunnels: 

• Spending on the tunnels could increase the national debt. 

• The constant wind in the tunnels would make stopping in an emergency difficult. 

• Ability to increase a highway’s width would disappear after the tunnel walls are built. 

BIBLIOGRAPHY  "Eisenhower Interstate Highway System Home Page." Federal Highway Administration: Home. 

2010. Web. 11 Nov. 2010. <http://www.fhwa.dot.gov/interstate/homepage.cfm>.  

"FHWA ‐ FAPG, 23 CFR 470A, Federal‐Aid Highway Systems." Federal Highway Administration: 

Home. 19 Dec. 1997. Web. 11 Nov. 2010. 

<http://www.fhwa.dot.gov/legsregs/directives/fapg/cfr0470a.htm#470111>.  

The Henry Ford. "Showroom of Automotive History: The Model T." The Henry Ford: America's 

Greatest History Attraction Home Page. The Henry Ford, 1999. Web. 11 Nov. 2010. 

<http://www.hfmgv.org/exhibits/showroom/1908/model.t.html>.  

Think Quest. "The Invention of the Car." ORACLE ThinkQuest. Oracle Education Foundation. 

Web. 11 Nov. 2010. <www.library.thinkquest.org/J002604/LG‐car.html>.  

US Census Bureau. "State Motor Vehicle Registrations." United States Census. US Census 

Bureau, 2007. Web. 11 Nov. 2010. 

<http://www.census.gov/compendia/statab/2010/tables/10s1060.pdf>.  

"Gasoline FAQs ‐ Energy Information Administration." U.S. Energy Information Administration ‐ 

EIA ‐ Independent Statistics and Analysis. 2009. Web. 11 Nov. 2010. 

<http://www.eia.doe.gov/ask/gasoline_faqs.asp>. 

 All graphics were created with Google SketchUp and the GIMP v2.6.9. 

 

In  highway  travel,  air  resistance  is  the primary  factor  that  reduces  gas mileage.  In order  to  vastly  reduce highway gas mileage in cars, the  interstate highway system could be closed  into tunnels with  fans moving the air  through  the  tunnel  in  the  direction  of traffic.  As  the  air  speed  approaches  the speed of the cars, gas mileage will approach a  minimal  value,  thus  greatly  reducing emissions and consumption of fossil fuels.   In order  to power  the  fans and  the  lighting inside of  the  tunnel,  solar panels will  cover the  tops  of  the  tunnels.  The  excess  power will  be  redirected  towards major  cities  and used to further reduce dependency on fossil fuels, most notably coal and natural gas.  

 

1672 – First automobile created.1839 – French physicist Antoine‐César 

Becquerel invents the solar panel.1920s – Cars rise into common usage 

and are mass‐produced. 1930s‐2010s – Countless structural 

improvements make cars safer, faster, and more efficient. 

1956 – Interstate Highway System initiated by President Dwight D. Eisenhower. 

1992 – Interstate completed (35 years and $114 billion later)  when highway I‐70 officially opens. 

 

 

Automobiles • 136 million cars in the US • 140 billion gallons of gas used annually • Average total gas mileage: 20 MPGs  • Average highway mileage: 25 MPGs.  • Most energy is spent on resisting friction due to air when on the highway.  

 Solar Panels 

Large arrays of semiconducting material which convert sunlight into electricity  Typically used in sets, with a large number of panels connected in series or parallel  Expensive, but becoming more affordable.  Solar panels currently absorb at most 15% of the solar energy that hits them.  

 

 

"Eisenhower Interstate Highway System Home Page." Federal Highway Administration: Home. 2010. Web. 11 Nov. 2010. <http://www.fhwa.dot.gov/interstate/homepage.cfm>.  

"FHWA ‐ FAPG, 23 CFR 470A, Federal‐Aid Highway Systems." Federal Highway Administration: Home. 19 Dec. 1997. Web. 11 Nov. 2010. <http://www.fhwa.dot.gov/legsregs/directives/fapg/cfr0470a.htm#470111>.  

The Henry Ford. "Showroom of Automotive History: The Model T." The Henry Ford: America's Greatest History Attraction Home Page. The Henry Ford, 1999. Web. 11 Nov. 2010. <http://www.hfmgv.org/exhibits/showroom/1908/model.t.html>.  

Think Quest. "The Invention of the Car." ORACLE ThinkQuest. Oracle Education Foundation. Web. 11 Nov. 2010. <www.library.thinkquest.org/J002604/LG‐car.html>.  

US Census Bureau. "State Motor Vehicle Registrations." United States Census. US Census Bureau, 2007. Web. 11 Nov. 2010. <http://www.census.gov/compendia/statab/2010/tables/10s1060.pdf>.  

"Gasoline FAQs ‐ Energy Information Administration." U.S. Energy Information Administration ‐ EIA ‐ Independent Statistics and Analysis. 2009. Web. 11 Nov. 2010. <http://www.eia.doe.gov/ask/gasoline_faqs.asp>. 

 All graphics were created with Google SketchUp and the GIMP 

 

In  highway  travel,  air  resistance  is  the primary  factor  that  reduces  gas mileage.  In order  to  vastly  reduce highway gas mileage in cars, the  interstate highway system could be closed  into tunnels with  fans moving the air  through  the  tunnel  in  the  direction  of traffic.  As  the  air  speed  approaches  the speed of the cars, gas mileage will approach a  minimal  value,  thus  greatly  reducing emissions and consumption of fossil fuels.   In order  to power  the  fans and  the  lighting inside of  the  tunnel,  solar panels will  cover the  tops  of  the  tunnels.  The  excess  power will  be  redirected  towards major  cities  and used to further reduce dependency on fossil fuels, most notably coal and natural gas.  

An Interstate Speed Tunnel is a concrete highway cover. Fans  will  propel  the  air  within  the  tunnel  at  the  same velocity as the traffic. These fans will also move air into and out  of  the  tunnel  to  prevent  buildup  of  harmful  fumes. Electricity will be generated by solar panels covering the top 

of the tunnel. Click HERE for more information.