Città bollenti, come prepararsi alle estati del futuro

Le estati urbane stanno cambiando. Le ondate di calore sono più frequenti, più intense e più durature, e il ricorso massiccio alla climatizzazione rischia di innescare un paradosso: consumare più energia per difendersi da un fenomeno che il consumo stesso contribuisce ad aggravare. Di fronte a questo scenario, la ricerca, mentre ribadisce l’urgenza della mitigazione, guarda sempre più alle strategie di raffrescamento passivo, capaci di rendere le città più vivibili senza aumentare il fabbisogno energetico.

Affrontare il surriscaldamento delle città richiede però un approccio integrato. Clima, verde urbano, progettazione degli edifici e materiali rappresentano tasselli di una stessa strategia. Per capire come preparare le città alle estati del futuro abbiamo raccolto il punto di vista di tre scienziate dell’Università di Torino, provenienti da ambiti disciplinari diversi ma complementari: la fisica del clima, l’ecologia del paesaggio e la chimica dei materiali.

Ripensare la città

Progettare strategie di adattamento è indispensabile ma, avverte Elisa Palazzi, docente di Fisica del clima all’Università di Torino, “non è pensabile reagire solo usando come leva l’adattamento. Senza la mitigazione cioè la riduzione delle cause del riscaldamento di origine antropica, l’adattamento potrebbe essere molto difficile se non impossibile in futuro”. Occorrono strategie composite che prendono in considerazione vari elementi e affidarsi esclusivamente ai condizionatori non rappresenta una soluzione sostenibile. “Non è una strategia sostenibile e nemmeno sufficiente. I climatizzatori contribuiscono localmente all’aumento della temperatura nelle aree più dense, e, se alimentati da fonti fossili, incrementano le emissioni che alimentano il cambiamento climatico. Il punto non è eliminarli – possono aiutare a proteggere la salute delle persone più vulnerabili, negli ospedali, nelle case di riposo e nelle abitazioni durante ondate di caldo estremo. Il punto è ridurne la dipendenza strutturale”, continua Palazzi.

Per rendere le città meno vulnerabili al caldo occorre quindi impedire che il calore si accumuli nello spazio urbano e dentro agli edifici. “Una città è più fresca quando assorbe meno energia solare, immagazzina meno calore e riesce a dissiparlo più efficacemente. L’aumento della copertura arborea e degli spazi verdi, che rinfrescano perché forniscono ombra e grazie all’evapotraspirazione; l’impiego di materiali chiari per tetti e pavimentazioni; una migliore coibentazione degli edifici, sono interventi che abbassano le temperature urbane, riducono il fabbisogno energetico e migliorano il comfort anche in caso di interruzioni dell’alimentazione elettrica”. I meccanismi attraverso cui questo avviene sono diversi e agiscono contemporaneamente, continua: “Una superficie in ombra può essere anche fino a dieci gradi meno calda rispetto a una esposta direttamente al sole, con benefici immediati sul comfort termico. Per questo parchi, alberature e aree permeabili possono creare vere e proprie ‘isole di freschezza’, particolarmente preziose durante le ondate di calore. Una corretta disposizione degli edifici e la presenza di corridoi verdi favoriscono inoltre il ricambio dell’aria e la dispersione del calore accumulato, soprattutto nelle ore serali e notturne. Infine, materiali chiari e riflettenti per tetti e pavimentazioni assorbono meno energia rispetto ad asfalto e coperture scure, riducendo il riscaldamento degli edifici e dell’ambiente circostante”.

Il verde come infrastruttura climatica

In questa prospettiva, il verde pubblico non rappresenta un semplice elemento di arredo urbano, ma una vera e propria infrastruttura climatica. Alberi, parchi, corridoi verdi e interventi di depaving contribuiscono infatti non solo a mitigare gli effetti delle ondate di calore, ma anche a rendere le città più resilienti agli eventi meteorologici estremi. “In relazione al cambiamento climatico – spiega Federica Larcher, docente di Landscape and Urban Horticulture all’Università di Torino – si parla degli spazi aperti vegetati come rifugi climatici e dispositivi per l’adattamento. La vegetazione, che utilizza l’acqua e la evapotraspira, fornisce una serie numerosa di servizi ecosistemici correlati, tra i quali il raffrescamento dell’aria”.

Anche in questo caso, però, non basta aumentare il numero degli alberi: conta il modo in cui il verde viene progettato e distribuito nello spazio urbano. “Il raffrescamento si verifica attraverso diversi meccanismi. Il primo è senza dubbio legato all’ombreggiamento: la chioma degli alberi intercetta i raggi solari diretti e protegge i fruitori creando zone riparate. A questo si aggiunge l’azione di raffrescamento dovuta alla presenza di maggiore umidità in corrispondenza delle chiome stesse”, precisa Larcher. L’efficacia dipende infatti dalla scelta delle specie, dall’estensione delle superfici vegetate e dalla loro collocazione rispetto alla morfologia urbana e ai venti prevalenti. “Tutte le piante, anche le specie erbacee, contribuiscono in questo senso, anche se l’efficacia dipende dal metabolismo e dalla superficie interessata. Anche la collocazione delle piante in favore di direzioni prevalenti dei venti, sfruttando l’effetto canyoning, contribuisce ad ampliare il raffrescamento. Certamente pianificare e progettare adeguatamente gli spazi verdi delle nostre città è fondamentale per massimizzare questi effetti e intercettare i bisogni dei cittadini e delle cittadine. Il DISAFA, insieme al DIST, forma i futuri progettisti architetti del paesaggio e il nostro corso di laurea magistrale interateneo si concentra proprio sulle più attuali azioni e strategie per dare risposta a questi quesiti”, continua la professoressa. Un esempio concreto è il Parco Patch di Chieri, alla cui realizzazione ha contribuito anche il gruppo di ricerca dell’Università di Torino: una scuola abbandonata è stata trasformata in un parco urbano, recuperando parte dei materiali edilizi e rigenerando l’area attraverso le cosiddette nature-based solutions.

Le città devono però fare i conti anche con un’altra conseguenza del cambiamento climatico: periodi di siccità sempre più lunghi e frequenti. Rendere il verde urbano una risorsa per il raffrescamento significa quindi progettare parchi e giardini capaci di consumare meno acqua senza perdere efficacia. “Prolungati periodi di siccità richiedono un certo cambiamento nel nostro modo di progettare e gestire parchi e giardini. Sicuramente la scelta di specie più adatte a resistere in tali condizioni di stress, con basse esigenze idriche, come le specie erbacee perenni o specie autoctone di ambienti xerici. Anche l’introduzione in città di alberi o arbusti provenienti da altri Paesi può essere una soluzione, purché siano specie non invasive”. Su questo tema il gruppo di ricerca del DISAFA ha partecipato, nell’ambito del Centro Nazionale Biodiversità, a uno studio dedicato alle specie esotiche invasive urbane, per comprenderne caratteristiche funzionali e capacità di adattamento nelle diverse condizioni ambientali. Resta infine il tema della manutenzione. “Certamente dobbiamo risparmiare l’acqua e usarla in modo efficiente, tuttavia occorre considerare che per avere città vivibili bisogna investire negli spazi verdi e occorre poi prendersene cura, anche investendo nella manutenzione”, conclude Larcher. 

Materiali intelligenti per città più fresche

Accanto al verde, anche la ricerca sui materiali e sulle tecnologie per l’edilizia offre strumenti concreti per ridurre il surriscaldamento urbano. Dall’involucro degli edifici alle pavimentazioni, fino agli elementi di arredo, l’innovazione può limitare l’accumulo di calore e diminuire il ricorso alla climatizzazione. “Un materiale può essere definito ‘amico del clima’ quando possiede caratteristiche che limitano il surriscaldamento e migliorano il comfort termico degli spazi”, spiega Silvia Bordiga, docente di Chimica fisica all’Università di Torino. 

Le possibilità di intervento riguardano sia gli edifici sia gli spazi pubblici: isolamento di pareti e coperture, infissi ad alte prestazioni, superfici vetrate schermanti o fotosensibili, sistemi di ventilazione e purificazione dell’aria in grado di ridurre la necessità di ricorrere ai tradizionali impianti di condizionamento. A queste soluzioni si aggiungono l’impiego dell’acqua come elemento di raffrescamento e materiali innovativi per gli arredi urbani e gli ambienti interni. Sono soprattutto le proprietà dei materiali a fare la differenza. “Una delle proprietà più importanti è la riflettanza solare, cioè la capacità di riflettere una parte consistente della radiazione proveniente dal sole. Maggiore è la riflettanza, minore sarà l’energia assorbita dalla superficie e, di conseguenza, più contenuta sarà la sua temperatura. Per questo motivo i cosiddetti cool materials, rappresentano una delle soluzioni più promettenti per ridurre il calore accumulato nelle città. Rivestimenti chiari per tetti e facciate possono ridurre la temperatura superficiale anche di 20-30 °C nelle giornate estive e trovano applicazione soprattutto su edifici pubblici, scuole, capannoni industriali e coperture piane, mentre nei centri storici il loro impiego è spesso limitato dai vincoli architettonici. Analogamente, pavimentazioni riflettenti possono abbassare sensibilmente la temperatura di piazze, parcheggi, piste ciclabili e aree pedonali, purché la loro diffusione sia progettata con attenzione per evitare fenomeni di abbagliamento”, continua la professoressa. 

Accanto ai materiali riflettenti, la ricerca sta sviluppando soluzioni capaci di dissipare più rapidamente il calore o di immagazzinarlo temporaneamente per restituirlo quando le temperature diminuiscono. “Un altro parametro fondamentale è l’emissività termica, ovvero la capacità di un materiale di disperdere il calore sotto forma di radiazione infrarossa. Materiali con elevata emissività riescono a raffreddarsi più rapidamente, soprattutto durante le ore notturne, limitando il rilascio di calore che alimenta il fenomeno dell’isola di calore urbana. Anche la capacità di accumulare e rilasciare energia termica gioca un ruolo importante. Materiali con elevata inerzia termica o materiali a cambiamento di fase (PCM) sono in grado di assorbire parte del calore nelle ore più calde e di restituirlo gradualmente quando la temperatura diminuisce, contribuendo ad attenuare gli sbalzi termici e a migliorare il comfort all’interno degli edifici. I PCM risultano particolarmente promettenti negli interventi di riqualificazione energetica, anche se il loro impiego è ancora limitato dai costi e dalla necessità di una progettazione accurata. Tra le tecnologie emergenti figurano inoltre i materiali per il raffrescamento radiativo, capaci di riflettere la radiazione solare e disperdere contemporaneamente il calore verso il cielo, e i materiali termocromici, che modificano automaticamente le proprie proprietà ottiche in funzione della temperatura: soluzioni ancora poco diffuse ma con interessanti prospettive future”.

Anche le pavimentazioni possono contribuire al raffrescamento della città. “La permeabilità delle superfici rappresenta un ulteriore elemento di interesse. Pavimentazioni permeabili consentono all’acqua piovana di infiltrarsi nel terreno e favoriscono i processi di evaporazione, che producono un naturale effetto di raffrescamento. Oltre a migliorare la gestione delle acque meteoriche, queste soluzioni possono contribuire a mantenere temperature superficiali inferiori rispetto ai materiali impermeabili tradizionali. La ricerca sta inoltre valutando materiali fotocatalitici contenenti biossido di titanio, in grado di contribuire localmente alla degradazione di alcuni inquinanti atmosferici e di mantenere più pulite le superfici, soprattutto su facciate e barriere stradali, pur senza rappresentare una soluzione su larga scala”. Conclude la professoressa Bordiga: “La ricerca sui materiali offre un contributo concreto all’adattamento climatico, mettendo a disposizione soluzioni tecnologiche capaci di ridurre le temperature superficiali, contenere i consumi energetici per il raffrescamento e rendere le città più vivibili e resilienti di fronte a un clima sempre più caldo ma la sfida richiede un approccio integrato, nel quale materiali innovativi, progettazione bioclimatica e infrastrutture verdi lavorino insieme”.

Pianificazione, ricerca, politica

Ciò che colpisce delle ondate di calore non è soltanto la loro intensità, ma la rapidità con cui sono diventate parte della vita quotidiana nelle nostre città. Torino rappresenta, sotto questo profilo, un caso particolarmente significativo. La sua posizione geografica, racchiusa tra Alpi e colline, favorisce il ristagno dell’aria; il clima continentale umido, l’estensione delle superfici asfaltate e la forte densità edilizia, non sempre compensate da un’adeguata presenza di verde, amplificano gli effetti delle temperature estreme. È una condizione che accomuna molte città della Pianura Padana e, più in generale, numerosi centri urbani italiani chiamati nei prossimi decenni a ripensare il proprio modello di sviluppo e ad adottare strategie di adattamento climatico.

Prepararsi oggi alle estati che verranno significa iniziare ad agire evitando interventi isolati e mettendo in relazione pianificazione urbana, ricerca scientifica e politiche ambientali. “La cosa più importante è evitare interventi scollegati. Occorre usare i dati climatici nei piani urbanistici e integrare clima, energia e salute pubblica. E ricordarsi che l’adattamento è necessario ma da solo non basta: mitigare, ovvero ridurre le emissioni oggi, significa, più di tutto, non dover affrontare domani impatti che nessuna strategia di adattamento potrebbe contenere. L’adattamento si basa sugli effetti che oggi vediamo del cambiamento climatico e che vogliamo contrastare. Se questo continua a correre, le azioni di adattamento che mettiamo in campo oggi diventeranno inadeguate in poco tempo”, conclude Elisa Palazzi.