Isola di calore, le soluzioni per abbassare le temperature in città

Il 2016 è stato l’anno più caldo a livello mondiale. Ed è in città che le alte temperature si fanno sentire in modo particolare, provocando gravi conseguenze alla popolazione e all’ambiente. Il fenomeno di surriscaldamento urbano si chiama isola di calore, una sorta di cappa causata dal mix letale di cemento, asfalto, emissioni nocive di autovetture, impianti industriali e sistemi di aria condizionata. Il risultato sono temperature molto più alte rispetto alle aree rurali circostanti. Sebbene la soluzione alla problematica dovrebbe arrivare da un impegno collettivo alla lotta contro i cambiamenti climatici e il surriscaldamento globale esistono comunque dei piccoli rimedi che possono portare a dei risultanti importanti.

Isola di calore, nelle metropoli di tutto il mondo si cerca di contrastarla

In diverse parti del mondo negli ultimi anni si sta investendo in questa direzione. Dagli Usa all’Asia le città si stanno attrezzando per tentare di contrastare un surriscaldamento che sta mettendo a dura prova gli abitanti e che incide anche fortemente nel bilancio complessivo delle temperature globali. Ciò che colpisce guardando le esperienze delle metropoli è che gli interventi non solo si assomigliano ma in molti casi potrebbero essere apportati con estrema facilità e senza un eccessivo dispendio di denaro.

Louisville punta sugli alberi

L’associazione ambientalista The Nature Conservacy sta lavorando con diversi centri urbani canadesi per promuovere una serie di soluzioni per contrastare il fenomeno isola di calore. Fra queste c’è Louisville, una delle città più colpite dal caldo torrido negli ultimi anni e identificata di fatti dal Natural Resources Defense Council nel suo ultimo report come una delle realtà statunitensi più a rischio. Entro la fine del secolo le ondate di calore, secondo gli esperti, a Louisville potrebbero causare circa 19000 decessi in più. Come si sta cercando di correre ai ripari?
La città canadese punta sugli alberi. Grazie a un investimento di circa 1 milione di dollari è stato approvato un piano che prevede di piantare la vegetazione in ogni angolo inutilizzato e di incrementare il verde in parchi e giardinetti pubblici.

Gli alberi raffreddano l’ambiente e purificano l’aria

Gli alberi sono una delle soluzioni più efficaci per ridurre le temperature. Non solo ombreggiano l’area in cui sono piantati ma creano un ambiente fresco grazie al processo di evapotraspirazione: per raffreddarsi gli arbusti espellono acqua e quando l’acqua evapora, l’area circostante ne trae beneficio in termini di raffreddamento. Questo ‘sistema’ secondo gli esperti più abbassare le temperature dai 2 ai 9°C, in base all’estensione dell’area alberata. Vivere in prossimità di un’area verde potrebbe quindi incidere fortemente sulla necessità di utilizzare o meno l’aria condizionata. E non è tutto qui. Gli arbusti sono anche in grado di assorbire alcune sostanze inquinanti nocive come ossido e biossido di azoto e biossido di zolfo, rilasciando al contempo ossigeno nell’ambiente. In pratica funzionano come un purificatore d’aria naturale.

Los Angeles: obiettivo riduzione di 3°C in 20 anni

Un’altra città dove l’emergenza isola di calore si è fatta sentire, specie l’anno scorso quando le temperature nel mese di luglio hanno registrato una media di 38°C per cinque giorni consecutivi è Los Angeles. 
Per affrontare il problema il sindaco della città californiana Eric Garcetti varato un piano che ha come obiettivo la riduzione di 3 gradi nell’arco dei prossimi 20 anni e che verrà realizzato attraverso un progetto di ricerca che sta coinvolgendo numerosi ricercatori ed esperti del settore.

Modello predittivo per monitorare isola di calore

Il primo passo prevede un’azione di monitoraggio e analisi del fenomeno. L’University of Southern California (USC) ha sviluppato un modello che analizza i dati delle temperature nelle varie aree della città e compie delle simulazioni in arco temperali estesi. Lo scopo è quello di stimare al meglio le variazioni climatiche in ogni area e di valutare le migliori strategie per ciascuna area in base alle singole specificità.

Gli interventi al vaglio: strade e marciapiedi con materiali high-tech

Fra gli interventi che potrebbero essere realizzati c’è la sostituzione di strade e marciapiedi con materiali high-tech che riflettono un maggiore quantitativo di luce solare e che rimangono molto più freddi sia di giorno sia di notte. L’asfalto tradizionale infatti assorbe fino al 90% delle radiazioni solari che ne provocano un surriscaldamento e quando il sole tramonta il calore accumulato viene rilasciato con la conseguenza di un innalzamento delle temperature dell’intera area. Esistono invece dei materiali cosiddetti ‘freddi’ che sono in grado di riflettere la luce soltanto nella parte infrarossa dello spettro, invisibile all’occhio umano.

Edifici con tetti freddi e materiali riflettenti

Gli stessi materiali potrebbero essere utilizzati non soltanto per strade e marciapiedi ma anche per le coperture degli edifici. L’installazione di ‘tetti freddi’ potrebbe contribuire, secondo le stime a un abbassamento della temperatura di qualche grado. Sempre sul fronte degli interventi edilizi si cercherà di promuovere l’utilizzo di materiali riflettenti che contribuiscono al raffreddamento delle superfici. Parliamo di: materiali naturali, come il marmo bianco, che presentano un’elevata riflettanza alla radiazione solare; materiali artificiali bianchi con un coefficiente molto alto di riflettanza; rivestimenti colorati con elevata riflettanza nello spettro infrarosso; rivestimenti intelligenti composti da additivi nano-tecnologici come vernici termocromatiche e Phase Change Materials (PCM) che migliorano le proprietà ottiche e termiche.

Abu Dhabi: collaborazione MIT e Masdar institute

Un altro esempio importante viene dagli Emirati Arabi, dove i picchi di temperatura toccano, e talvolta superano, i 45 ° C durante la stagione estiva. E stanno provocando un forte aumento dell’utilizzo dell’aria condizionata che non fa che peggiorare la situazione climatica dei grandi centri urbani. La città più a rischio è sicuramente Abu Dhabi e per mitigarne l’effetto isola di calore  un team di ricerca del MIT (Massachusetts Institute of Technology) sta lavorando fianco a fianco con il Masdar Insitute per lo sviluppo di un modello innovativo e predittivo di mitigazione.

Isola di calore, si parte dall’analisi microclimatica e della progettazione urbana

Il progetto, iniziato nel 2007, prevede un’analisi microclimatica urbana integrata allo studio di una serie di elementi che contribuiscono alla creazione di un ambiente urbano che incentiva l’innalzamento delle temperature. Fra questi vi sono soprattutto la conformazione e l’altezza degli edifici, i materiali di costruzione, il layout delle infrastrutture e l’assenza di verde.

L’importanza dello studio risiede nell’affrontare il problema come un fenomeno integrato, associando analisi diverse sulla componente edilizia, sui consumi energetici e sul microclima.

“La maggior parte dei microclimatologi- ha spiegato il professore Afshim Afshari del Masdar Institute- non valutano la produzione energetica degli edifici mentre i progettisti non sono interessanti agli elementi climatici. I due elementi sono invece interdipendenti.”

Sensori che monitorano la città

Per mostrare come le costruzioni e le infrastrutture urbane interagiscono e provocano l’effetto isola di calore il team di ricerca ha sviluppato un modello computazionale in 3-D che dimostra il complesso processo di flusso termico urbano – o il flusso di calore tra gli edifici – in una zona del centro di Abu Dhabi. La città è stata messa sotto osservazione grazie a una serie di sensori che registrano alcuni dati come la temperatura dell’aria, la sua velocità, l’irradiazione solare, la temperatura del suolo e quella delle facciate degli edifici. Tutte queste informazioni vengono confrontate con i dati meteorologici provenienti da stazioni meteorologiche locali.

Un modello replicabile ovunque

Il modello verrà al momento utilizzato per analizzare la situazione attuale di Abu Dhabi e servirà come strumento utilizzabile da urbanisti, pianificatori e progettisti. I ricercatori sperano di ottenere risultati incoraggianti che possano consentire di applicare la metodologia in altre metropoli del mondo.