A Barcellona si sperimenta la prima parete auto-raffrescante

La bioedilizia è un settore che sta cercando un suo spazio, uno spazio che possa far sì che trovino diffusione alcuni elementi costruttivi diventino di uso sempre più comune. Si tratta di elementi che funzionano in maniera passiva il cui fine è quello di rendere efficiente l’edificio e farlo rispondere in maniera ottimale agli agenti climatici esterni, oggi più che mai. Potrebbe capitarvi di sentir parlare di torre del vento, muro trombè, serra solare e anche di muro raffrescante di cui illustreremo le caratteristiche. Questo muro è frutto della ricerca spagnola, di tre studenti per la precisione, proveniente da Barcellona. Ma in cosa consiste e come funziona? Presso l’Istituto di Architettura Avanzata della Catalogna, la coordinatrice del progetto Areti Markopoulou, spiega efficacemente da dove tutto è iniziato: “L’ambiente è un essere vivente, fa parte della natura, non è al di fuori di questa. Anche gli edifici iniziano a funzionare come organismi, ispirandosi a sistemi biologici e ad interagire con l’ambiente e gli utenti che ne fruiscono”. Ma in che cosa consiste l’innovazione dei tre studenti Akankasha Rathee, Elena Mitrofanova e Pong Santayanon?

Partendo dal concetto di semplicità ed efficienza dei processi che contraddistinguono la natura, si sono impegnati a fare lo stesso per rendere efficienti gli edifici. E’ nata così la parete in grado di raffrescarsi autonomamente grazie ad un sistema appositamente ideato che concorre all’abbassamento di temperatura nelle giornate estive particolarmente calde, ed evitando, di conseguenza, l’uso eccessivo dei sistemi di condizionamento contribuendo al risparmio energetico.
Il sistema induce in pratica la parete a sudare, tanto che la nuova parete è stata chiamata “idroceramica” ed è costituita da un idrogel e materiali di supporto, appunto ceramica e tessuto, grazie ai quali risponde alle differenze di umidità e calore circostanti.

La parete idroceramica funziona come dispositivo di raffrescamento per evaporazione, in maniera del tutto simile al meccanismo per cui d’estate il meccanismo della sudorazione ci porta alla diminuzione della temperatura e a rinfrescarci. Applicando questo principio questa parete riesce a ridurre la temperatura di circa 5 o 6 °C, aumentando l’umidità. Il funzionamento è tanto più efficace quando all’esterno vi sono maggiori temperature. In altre parole la temperatura esterna è proporzionale all’evaporazione e all’aumento di umidità nell’aria, secondo le leggi dell’igrotermia. Per sfruttare questo principio fisico, sono stati sccelti appunto materiali quali idrogel, composto da sostanze in grado si assorbire acqua e che possono ritenerne fino a 500 volte il loro peso. Quando la temperatura dell’aria esterna aumenta, l’acqua all’interno della parete inizia ad evaporare: di conseguenza la temperatura dell’aria circostante si riduce di circa 5°C. Questi sono dati riferiti a seguito delle ripetute prove effettuate in laboratorio.

Ecco come è strutturato il prototipo della parete:
-si ha un primo strato di argilla, la cui superficie possiede numerosi fori a forma conica, in modo da permettere l’accesso dell’acqua e dell’aria dell’idrogel;
-vi è poi uno strato di tessuto, che assorbe l’acqua e trasmette il liquido, e che, grazie alla sua elasticità, permette variazioni del volume nell’idrogel e al contempo lo mantiene nella propria posizione.
-poi l’ultimo strato è nuovamente costituito da argilla, con uno spessore minore al primo strato e forata in modo da massimizzare l’effetto di raffrescamento.
Il prodotto finale assomiglia totalmente ad un elemento laterizio, e potrebbe essere impiegato per la realizzazione di pareti e facciate a raffrescamento passivo. La scelta dell’argilla è stato importante per l’ottimizzazione del processo di evaporazione, grazie alla sua porosità e alle sue proprietà fisiche: pensiamo ad esempio alla terracotta, come ad esempio le brocche, all’interno delle quali si mantenevano in fresco le bevande.

Vi è ancora un punto critico: cioè la necessità di mentenere l’umidità, ma i tre ricercatori hanno proposto un’ottima soluzione anche in questo caso, cioè sfruttare l’acqua piovana precedentemente raccolta ed immagazzinata per l’uso. In questo modo la parete potrebbe assorbire l’acqua piovana e trattenerla fino a quando non si verifichi il caldo eccessivo.
Così la parete è stata messa alla prova ed è stata monitorata: la parete idroceramica è stata in grado di abbassare la temperatura di 5°C e di aumentare l’umidità di circa il 200%.
Benchè ancora sia in fase sperimentale, sono stati fatti alcuni calcoli sia in merito ai costi che in merito al risparmio energetico che si può raggiungere. Con l’uso della parete raffrescante e fissando la temperatura dell’impianto di aria condizionata di un grado più alta, si riducono i consumi del 7% del totale. Con l’impiego dell’idroceramica la temperatura dell’impianto si potrebbe addirittura fissare a 4°C in più rispetto alle temperature standard.

Un aspetto questo estremamente importante per l’abbattimento delle emissioni di CO2, per la semplicità del processo che ne sta alla base e di conseguenza la tecnologia integrata e la sua progettazione non richiedono costi eccessivi. I materiali impiegati sono economici e si trovano facilmente: per questo s’ipotizza che il costo della parete idroceramica possa aggirarsi intorno ai 28€/mq. Sebbene il progetto di ricerca e i suoi risultati si mostrino tangibili e molto interessanti per l’applicazione della parete idroceramica, gli studenti sono coscienti dei limiti di sviluppo, e sperano di attrarre l’attenzione per ulteriori nuove ricerche e progetti che abbiano anche un risvolto economico e commerciale.

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