Verde e nebulizzazione per la difesa dal caldo estivo
Le piante offrono diversi servizi “ecosistemici”, tra i quali la difesa naturale dalle temperature elevate soprattutto nei periodi estivi. Attraverso l’evapotraspirazione delle piante, l’acqua contenuta nel terreno viene vaporizzata nell’aria producendo maggiore refrigerio, mentre particolare interesse suscita la cosiddetta “fabbrica dell’aria”, una sorta di serra di vetro strutturata per aspirare l’aria dall’esterno e restituirla depurata e rinfrescata dopo il contatto con le essenze vegetali contenute nella serra
Il cambiamento climatico sta rendendo le nostre stagioni estive sempre più calde. Lo dimostra il fatto che le stagioni più assolate sono tutte concentrate nel 2000. L’estate record è quella del 2003, che ha fatto registrare in Europa danni per circa 13 miliardi di euro e la morte prematura di almeno 3.500 persone. In Italia l’estate del 2019 è stata la terza più calda degli ultimi 60 anni, con ben cinque ondate di calore, di cui la più intensa alla fine del mese di giugno. Sono definite ondate di calore quelle in cui la temperatura rimane elevata (sopra i 29°C) per più giorni consecutivi, con forte irraggiamento solare e scarsa o nulla ventilazione.
Un effetto particolarmente grave che interessa i centri urbani è rappresentato dalle “isole di calore”, per cui la temperatura nelle aree del centro città è sensibilmente superiore (anche +10°C) a quella delle zone periferiche e delle aree rurali. L’andamento della temperatura, analizzato partendo dalla periferia e procedendo verso il centro, è simile a una gaussiana con la punta massima in corrispondenza del centro cittadino. Lì si viene a creare un microclima nel quale l’innalzamento della temperatura inizia nel pomeriggio e raggiunge il massimo nella notte, quando gli edifici e le strade asfaltate restituiscono il calore accumulato durante le ore di insolazione. L’indice di Albedo esprime la frazione di radiazione solare che viene riflessa da un corpo. Il valore va da zero a uno: il valore 1,00 esprime la totale riflessione. In funzione dei materiali e delle superfici, l’indice risulta compreso tra: 0.10 – 0,35 per il cemento; 0,03 – 0.18 per bitume e ghiaia; 0,15 – 0,18 per gli alberi; 0,25 – 0,30 per il tappeto erboso; 0,50 – 0,90 per una parete bianca.
I rischi per la salute
Il caldo eccessivo può incidere sullo stato di salute delle persone, specie quando viene alterato il sistema di regolazione della temperatura corporea. Se la temperatura esterna supera quella della pelle, l’unica difesa è la sudorazione, in quanto il sudore evaporando produce raffreddamento. Se la sudorazione è insufficiente, ad esempio a causa di umidità elevata, la temperatura del corpo sale, con effetti che possono interessare organi vitali. I sintomi del malessere possono essere lievi, come crampi, edema, svenimenti, ma anche gravi come il colpo di calore (la temperatura corporea supera i 41°C), con conseguenze anche letali per le persone più fragili. Si spera che il Covid-19 con l’estate perda virulenza; per contro, come si è visto, il caldo eccessivo può rappresentare un pericolo per la salute. Certamente vi sono comportamenti individuali che possono ridurre il rischio, come indossare abiti adeguati, evitare di esporsi all’insolazione, bere almeno 2 litri di acqua al giorno, evitare gli alcolici e le bevande zuccherine, etc. Esistono però altre soluzioni di portata più generale e in grado di limitare gli eccessi di temperatura; soluzioni che possono essere di aiuto, sia all’aperto che all’interno delle abitazioni. Ci riferiamo in particolare al verde e ai sistemi di nebulizzazione dell’acqua, e cioè alla combinazione tra natura e tecnologia. Entrambi effettuano il raffreddamento attraverso l’evaporazione dell’acqua.
Il verde
Le piante offrono diversi servizi ecosistemici. Tra questi vi è la difesa naturale dalle temperature elevate. L’acqua presente nel terreno viene assorbita dalle piante e attraverso il processo di evapotraspirazione da parte dell’apparato fogliare viene vaporizzata nell’atmosfera. Il passaggio dallo stato liquido allo stato di vapore avviene con assorbimento di energia (2,27 MJ/kg di acqua) e, quindi, prendendo calore dall’ambiente con conseguente raffreddamento. L’acqua del terreno è a sua volta depurata dagli inquinanti grazie all’attività microbica dei batteri presenti nel suolo. Altri servizi importanti delle piante a favore dell’ambiente sono sia “la riduzione della CO2” presente nell’atmosfera (uno dei gas serra responsabili del cambiamento climatico), grazie all’attività di fotosintesi clorofilliana, sia “la depurazione di parte degli inquinanti atmosferici”.
È importante quindi avere molto verde in città, dove maggiore è l’inquinamento atmosferico e più alta è la possibilità che si abbiano elevate temperature, incrementando la superficie destinata ai prati e aumentando la messa a dimora di alberi. Si calcola che 1.000 m2 di una buona copertura di tappeto erboso restituiscano all’aria per evapotraspirazione in una giornata di sole, 2.500-3.000 litri d’acqua. L’abbassamento di temperatura che il tappeto erboso è in grado di creare è di 5°C rispetto al suolo nudo e di 15°C nei confronti di una superficie asfaltata. Per avere questi risultati occorre mantenere il tappeto in buone condizioni praticando una corretta manutenzione. Quando la temperatura supera i 30°C, la fotosintesi rallenta e la pianta è sottoposta a stress. È bene quindi, oltre il normale trattamento idrico, effettuare due irrigazioni per pochi minuti due volte al giorno, nelle ore più calde. L’acqua arriva al suolo, evapora rapidamente abbassando la temperatura e la vegetazione mantiene il suo vigore.
È tempo di provare a pensare a un nuovo modello di città nel quale il verde sia considerato un fondamentale componente urbanistico. La realizzazione di foreste urbane, ad esempio, consentirebbe: un’attenuazione degli estremi di temperatura, una mitigazione delle “isole di calore”, il miglioramento della qualità dell’aria, il sequestro e lo stoccaggio del carbonio. Importanti sono gli interventi sugli edifici. La realizzazione di tetti verdi e la creazione di intere pareti verdi (verde verticale), oltre portare a un abbassamento della temperatura nelle giornate assolate, sia all’esterno che all’interno degli edifici, rappresenterebbe anche un filtro biologico contro l’inquinamento.
La fabbrica dell’aria
La capacità delle piante di purificare l’aria è alla base del progetto “Fabbrica dell’aria”, portato avanti sulla base degli studi del prof. Stefano Mancuso, neurobiologo dell’Università di Firenze e direttore del Laboratorio internazionale di neurobiologia dei vegetali (Linv) e dalla startup Pnat (Project nature), un team interdisciplinare di architetti, botanici, agronomi… Vi è molta preoccupazione per la qualità dell’aria delle nostre città, ignorando o sottovalutando il fatto che l’aria all’interno degli edifici è più inquinata rispetto a quella dell’ambiente esterno. La fabbrica dell’aria è una serra in vetro all’interno della quale sono poste delle piante. L’aria viene aspirata all’interno della teca e rimessa in circolo depurata e rinfrescata. Le piante e il terreno svolgono la funzione di depurazione avendo la capacità di assorbire gli inquinanti. Tale capacità è maggiore per le piante a foglia larga, come Ficus, Palma areca, Photus, Kentia, Filodendro, Sterlizia, etc. Le piante vanno tenute in buona salute, e per questo è importante la corretta manutenzione e cioè irrigazione automatizzata e giusta illuminazione artificiale. La sperimentazione del primo prototipo della fabbrica dell’aria è condotta a Firenze all’interno della ex manifattura tabacchi. Diverse sono le possibilità di applicazione di questa soluzione: officine, centri commerciali, supermercati, ma anche singole abitazioni. Piccole “serre” (0,5 – 1 m3) potrebbero svolgere la stessa funzione all’interno di singoli appartamenti, senza consumo energetico e portando anche una nota di colore e di abbellimento.
La nebulizzazione dell’acqua
Nelle aree urbane il contrasto alle temperature elevate viene anche svolto dalle fontane, in quanto l’acqua è sempre un mitigatore del calore. La tecnologia però offre una soluzione più efficace rappresentata dagli impianti di nebulizzazione dell’acqua. Questi, in presenza di aria calda e secca, sono in grado di creare condizioni microclimatiche confortevoli entro il loro raggio di azione.
Esistono due tipi di sistemi di nebulizzazione: nebulizzazione a bassa pressione (BP), effettuata con valori di pressione di pochi bar per cui si producono gocce grossolane, viene impiegata nelle serre orticole ma è inadatta per il raffreddamento ambientale; nebulizzazione ad alta pressione (HP), con la quale i valori di pressione vanno dai 50 ai 150 bar e si generano gocce con diametro inferiore ai 10 micron. Una sorta di nebbia per cui le microgocce a contatto con l’aria calda e secca evaporano immediatamente producendo raffreddamento.
Il sistema prende anche il nome raffreddamento evaporativo. L’abbassamento della temperatura nell’area interessata può raggiungere i 10 - 12°C. Minore è l’umidità relativa dell’aria maggiore è l’effetto refrigerante. Le installazioni riguardano soprattutto giardini, parchi, aree gioco, terrazze, gazebo, etc., ma anche officine e capannoni industriali.
Un sistema di nebulizzazione ad alta pressione è composto da un gruppo motore-pompa per alte pressioni, da una condotta di distribuzione e da un sistema di nebulizzazione dell’acqua (normalmente ugelli) e di dispersione della nebbia (ventilatori). Occorre disporre di una presa elettrica trifase per l’alimentazione del motore elettrico e di una riserva di distribuzione di acqua potabile. È possibile installare sistemi di decalcificazione dell’acqua. La pompa è dotata di timer per controllarne il funzionamento con regolazione del tempo di lavoro e di pausa. È possibile la gestione elettronica dell’impianto con regolazione automatica di potenza e portata in funzione di temperatura e umidità dell’aria. La messa in opera può essere fatta con colonne ancorate al suolo, con archi, od altre soluzioni. I costi di gestione sono ridotti in quanto i consumi di acqua e di energia elettrica sono molto contenuti.
