La plastica come materiale per il riscaldamento e il raffreddamento degli edifici.
In un’epoca in cui i cambiamenti climatici ci costringono a ripensare i nostri stili di vita, i ricercatori di Princeton e dell’UCLA hanno sviluppato un meccanismo passivo in grado di rinfrescare gli edifici in estate e riscaldarli in inverno, utilizzando un materiale inaspettato: la plastica.
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Un meccanismo innovativo basato su proprietà radiative
Pubblicato sul giornale Rapporti cellulari Scienze fisichequesto lavoro dimostra come i rivestimenti realizzati con materiali comuni possono limitare i flussi di calore radiante tra gli edifici e l’ambiente circostante a lunghezze d’onda specifiche, fornendo maggiori risparmi energetici e comfort termico rispetto agli involucri degli edifici tradizionali.
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Ottimizzazione delle proprietà ottiche
Jyotirmoy Mandal, assistente professore di ingegneria civile e ambientale a Princeton, spiega che lo scambio termico primario di un edificio con l’ambiente circostante avviene sotto forma di radiazione. Regolando le proprietà ottiche degli involucri edilizi per sfruttare il comportamento delle radiazioni nel nostro ambiente, è possibile controllare il calore in modi innovativi e di grande impatto.
La sfida dei muri e delle finestre
I tetti, solitamente esposti al cielo, possono facilmente riflettere la luce solare e irradiare calore nello spazio. Le pareti e le finestre, tuttavia, vedono principalmente il terreno e gli edifici vicini, assorbendo così il calore da queste superfici calde durante l’estate e cedendolo alle stesse superfici fredde in inverno.
Una soluzione a doppio effetto
La soluzione sta nell’utilizzare materiali che assorbono o irradiano calore solo attraverso la finestra di trasmissione atmosferica, una banda stretta dello spettro infrarosso. Ciò riduce i guadagni di calore a banda larga dal suolo in estate e le perdite in inverno, pur mantenendo l’effetto di raffreddamento del cielo.
Impatto e potenzialità dei materiali comuni
I risultati mostrano che molti materiali da costruzione comuni ed economici, come il fluoruro di polivinile utilizzato come rivestimento, potrebbero essere adattati a questo scopo. Anche le plastiche più comuni, come il polipropilene, mostrano proprietà di radiazione selettiva o di assorbimento del calore nella finestra atmosferica.
Impatti energetici sostanziali
L’impatto energetico su scala di un edificio potrebbe essere considerevole, paragonabile al risparmio ottenuto dipingendo di bianco i tetti scuri. Ciò potrebbe essere particolarmente utile poiché i costi dell’aria condizionata e i decessi legati al caldo continuano ad aumentare a livello globale.
Verso un futuro più sostenibile
Il meccanismo proposto è interamente passivo, il che lo rende un metodo sostenibile per riscaldare e raffreddare gli edifici con le stagioni e ottenere risparmi energetici non ancora sfruttati. Mandal sottolinea che i benefici di questi meccanismi e materiali sono particolarmente elevati per gli edifici nel sud del mondo, fornendo una soluzione più equa per le comunità povere di risorse.
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Questo articolo esplora un’importante innovazione nel campo del riscaldamento e raffreddamento passivo degli edifici. Utilizzando materiali comuni, questa tecnologia controlla efficacemente i flussi di calore radiante, riducendo i costi energetici e aumentando il comfort. Con le sue implicazioni significative per la sostenibilità e l’equità, questo approccio potrebbe ridefinire la gestione termica degli edifici in tutto il mondo.
Fonte: CELL
