Con l'aumento delle temperature a livello globale, cresce anche la necessità di opzioni di raffreddamento più sostenibili. Lo studio “Radiative cooling and thermoregulation in the earth’s glow”, pubblicato su Cell Reports Physical Science da un team di ricercatori statunitensi guidato da Aaswath Raman, professore associato di scienza e ingegneria dei materiali alla Samueli School of Engineering dell'università della Califoernia Los Angeles (UCLA) dice di aver scoperto «Un processo accessibile e scalabile per raffreddare gli edifici in estate e riscaldarli in inverno» e descrive dettagliatamente un nuovo metodo per «Manipolare il movimento del calore radiante attraverso materiali da costruzione comuni per ottimizzare la gestione termica».
All’UCLA spiegano che «Il calore radiante, che si avverte ogni volta che una superficie calda riscalda i nostri corpi e le nostre case ed è trasportato da onde elettromagnetiche, viaggia attraverso l'intero spettro a banda larga a livello del suolo tra gli edifici e i loro ambienti, come strade e strutture vicine. D'altro canto, il calore si sposta tra gli edifici e il cielo in una porzione molto più ristretta dello spettro infrarosso nota come finestra di trasmissione atmosferica. La differenza nel modo in cui il calore radiante viaggia tra gli edifici e il cielo rispetto al suolo ha da tempo rappresentato una sfida per il raffreddamento degli edifici con meno superfici rivolte verso il cielo. Questi edifici sonodifficili da raffreddare in estate poiché trattengono il calore dal terreno e dalle pareti vicine quando la temperatura esterna è alta. Sono ugualmente difficili da riscaldare in inverno poiché la temperatura esterna scende e gli edifici perdono calore».
Raman aggiunge: «Se osserviamo città storiche come Santorini in Grecia o Jodhpur in India, scopriamo che il raffreddamento degli edifici che avviene facendo sì che tetti e pareti riflettano la luce solare è una cosa che si pratica da secoli. Negli ultimi anni c'è stato un enorme interesse per i rivestimenti per tetti freddi che riflettono la luce solare. Ma il raffreddamento di pareti e finestre è una sfida molto più sottile e compless»".
Tuttavia, con il comprovato successo del raffreddamento degli edifici mediante l'uso di vernice super bianca sui tetti per riflettere la luce solare e irradiare calore nel cielo, i ricercatori hanno deciso di creare un effetto di raffreddamento radiativo passivo simile, rivestendo pareti e finestre con materiali in grado di gestire meglio il movimento del calore tra gli edifici e l'ambiente circostante a livello del suolo. Hanno così dimostrato che «I materiali in grado di assorbire ed emettere preferibilmente calore radiante all'interno della finestra atmosferica potrebbero rimanere più freschi dei materiali da costruzione convenzionali in estate e più caldi durante l'inverno».
Raman racconta che «Siamo stati particolarmente entusiasti quando abbiamo scoperto che materiali come il polipropilene, che abbiamo ricavato dalla plastica di uso domestico, possono irradiare o assorbire selettivamente il calore nella finestra atmosferica in modo molto efficace. Questi materiali rasentano il banale, ma la stessa scalabilità che li rende comuni significa anche che potremmo vederli termoregolare gli edifici nel prossimo futuro».
Oltre a sfruttare materiali facilmente accessibili e convenienti, l'approccio del team ha anche l'ulteriore vantaggio di risparmiare energia riducendo la dipendenza da condizionatori e riscaldatori che non solo sono costosi da gestire, ma contribuiscono anche alle emissioni di anidride carbonica.
Il principale autore dello studio, Jyotirmoy Mandal, ex borsista post-dottorato nel laboratorio di Raman e che ora insegna ingegneria civile e ambientale alla Princeton University, spiega a sua volta che «Il meccanismo che abbiamo proposto è completamente passivo, il che lo rende un modo sostenibile per raffreddare e riscaldare gli edifici con le stagioni e generare risparmi energetici inutilizzati».
Secondo i ricercatori, «La nuova metodologia può essere facilmente implementata e avrà un impatto particolare sulle comunità a basso reddito con accesso limitato o nullo ai sistemi di raffreddamento e riscaldamento, che hanno assistito a un aumento delle vittime a causa di eventi meteorologici estremi in tutto il mondo».
Raman e il suo team stanno studiando modalità per dimostrare questo effetto e i suoi risparmi energetici concreti su edifici più grandi, in particolare nelle comunità vulnerabili al caldo della California meridionale.
