La vivibilità delle città, in un futuro condizionato dai cambiamenti climatici, non dipenderà solo dall’efficienza energetica dei singoli edifici. È essenziale pensare a livello sistemico, di quartiere e di agglomerato urbano e, grazie alle simulazioni al computer, capire dove emergeranno le isole di calore. Poi, in un secondo momento, prevedere strategie di mitigazione funzionali. Compito del progetto PRIN PNRR CRiStAll cui lavoreranno i ricercatori di unibz, dell’Università di Trieste e del Politecnico di Torino nei prossimi due anni.

Archetipo, ovvero il primo esemplare, il modello, il prototipo. Dietro a questa parola che ha il sapore della filosofia e della storia dell’arte, si apre la strada che gli ingegneri del laboratorio di Building Physics di unibz percorreranno per contrastare la tendenza all’aumento delle temperature in città. Nell’estate del 2023, la più calda nella storia secondo il Programma Copernicus dell’Unione Europea, alcune città del Mediterraneo hanno fatto registrare picchi estremi di caldo e di umidità, rendendo la vita impossibile a chi ci vive e lavora. Bolzano e l’Alto Adige, nell’estremo nord dell’Italia, nonostante siano circondati da montagne e boschi non sono e non saranno risparmiati da questi fenomeni. Anche nella città sull’Isarco, d’estate si boccheggia mentre nei centri più piccoli, come Bronzolo, dove maggiore è la densità di verde, non è raro che, soprattutto di notte ci siano diversi gradi, anche 5 o 6, in meno.

Il problema delle isole di calore

Le ondate di calore e le isole di calore (UHI, Urban Heat Islands) sono un fenomeno sempre più attuale e che non riguarda solo le città del Sud Europa. Si tratta di aree urbane più calde delle zone circostanti, che si formano in particolare laddove gli edifici e le strade strette intrappolano il calore e riducono il flusso d’aria. Le attività antropiche – traffico di veicoli con motore a scoppio, uffici e fabbriche da rinfrescare o riscaldare – aggiungono calore all’ambiente circostante facendo aumentare la temperatura. Se la vegetazione – prati, boschi, giardini – e i corsi d’acqua aiutano a raffreddare l’aria, al contrario l’asfalto e il cemento assorbono il calore, spingendo le temperature verso l’alto. Oltre alla mancanza di verde, altre caratteristiche di una città contribuiscono alla formazione di isole di calore. Ad esempio, una densità urbanistica più o meno elevata influisce sull’accumulo di calore in uno specifico territorio.

Ed è a proposito del contrasto alla formazione delle isole di calore nei centri abitati che in futuro potrebbe venirci in aiuto il concetto di archetipo, già molto sviluppato a livello di progettazione degli edifici. Ma di cosa parliamo, quando parliamo di archetipo? “Costituiscono l’archetipo di un edificio la sua particolare geometria e la stratigrafia, ovvero l’insieme dei materiali che lo compongono e gli impianti”, spiega il prof. Giovanni Pernigotto, docente del Corso di laurea magistrale in Ingegneria energetica alla Facoltà di Ingegneria, che guiderà l’équipe di ricercatori impegnata nel progetto CRiStAll. “L’archetipo riproduce quelle che sono le caratteristiche essenziali di una via reale, con gli edifici e le infrastrutture”, aggiunge Pernigotto, “A seconda dell’archetipo che ci troviamo di fronte, possiamo capire se si verificherà il fenomeno dell’isola di calore. Lavorare con questi modelli di parti della città, permette di generalizzare molto più facilmente e poi di valutare gli interventi da fare”. Rispetto alla normale modellazione di una casa o di un condominio, che non tiene in considerazione il contesto in cui sono inseriti, l’archetipo urbano permette invece di lavorare su casi degni di nota e rappresentativi delle reali situazioni di vita nelle città, in cui la disposizione e le caratteristiche fisiche degli edifici, delle strade e delle piazze influiscono sulle condizioni ambientali. 

Gli ambiti dei partner

Il progetto CRiStAll è condiviso tra gli atenei di Bolzano, Trieste e Torino. Ognuno apporterà la sua specifica competenza scientifica e affronterà una parte del problema. Ad esempio, ad occuparsi della modellazione dei climi futuri in ambito urbano, considerando gli scenari del cambiamento climatico, saranno i ricercatori dell’Università di Trieste mentre Pernigotto e i suoi collaboratori lavoreranno allo sviluppo di software in grado di creare archetipi urbani. “L’insieme di queste prime due parti del progetto contempla lo sviluppo del modello geometrico fisico che ci consentirà di fare simulazioni su scala urbana che, rispetto allo stato dell’arte, prevedono di considerare l’effetto microclimatico”. Infatti, per affrontare le sfide poste dal fenomeno delle isole di calore nelle città, è necessario impiegare e sviluppare strumenti di calcolo e simulazione che non solo tengano conto dell'effetto delle reali condizioni climatiche locali sulle prestazioni dell'ambiente costruito ma che forniscano anche informazioni su come esso impatta sulle condizioni microclimatiche nel tessuto urbano. Il progetto CRiStAll mira a colmare queste lacune di ricerca creando insiemi di dati climatici ad alta risoluzione spaziale, in cui verranno utilizzati file meteorologici futuri - generati sulla base degli scenari elaborati dall’IPCC - accoppiati a configurazioni tipiche di contesti urbani per gli archetipi di edifici italiani. Questo permetterà di valutare gli effetti delle isole di calore nel breve, medio e lungo termine. Una volta disponibile un modello funzionante, basato su archetipi, quindi con la possibilità di generalizzare più facilmente i risultati, il terzo partner del progetto, il Politecnico di Torino, andrà a sviluppare soluzioni e strategie ad hoc per la mitigazione dell’effetto delle isole di calore.

Come mitigare gli effetti delle isole di calore?

Tra le soluzioni in grado di mitigare gli effetti nocivi delle isole di calore, il principale alleato sarà l’incremento del verde urbano, mentre a livello di edifici una strada percorribile saranno i cosiddetti “tetti verdi” e i tetti riflettenti, che consentono di ridurre l’accumulo di calore sulla superficie del tetto: ciò si traduce in un beneficio non solo per l’edificio ma anche per l’intera zona urbana circostante. “In prospettiva, il primo destinatario della nostra ricerca è la pubblica amministrazione che deve gestire questi fenomeni. Le ondate di calore colpiscono già il nostro territorio e non è un fenomeno di immediata soluzione, perché chiaramente andare ad intervenire su una città non è facilissimo”, ammette Pernigotto. CRiStAll, in questo senso, rappresenta più un punto di partenza più che di arrivo. La necessità di affrontare la problematica delle isole di calore, aggravata dalle ondate di calore estive, sarà sempre più urgente, nei prossimi anni. “L’unica altra via d’uscita, in mancanza di azioni efficaci, sarà rassegnarsi a vivere chiusi, confinati in ambiente indoor tutto il tempo, oppure limitare le attività esterne alle prime ore delle ultime ore del giorno”, conclude il docente dell’università di Bolzano, “ma ciò non corrisponde assolutamente alla cultura europea e quindi mi aspetto che il tema sarà sempre più importante a livello scientifico e di consapevolezza pubblica e di amministrazione delle città”.

Immagine: Eurac Research/Daniele Fiorentino

(zil)

Questo articolo è contenuto nell'ultimo numero di Academia, la rivista di divulgazione scientifica di unibz ed EURAC Research. Academia è disponibile in Eurac Research e nella Biblioteca Universitaria della Libera Università di Bolzano. L'abbonamento, gratuito, può essere richiesto a: info@eurac.edu.