Parete auto-raffrescante: Barcellona sperimenta la prima

In bioedilizia esistono tanti elementi costruttivi che funzionano passivamente per rendere efficiente l’edificio e farlo rispondere in maniera ottimale agli agenti climatici esterni: torre del vento, muro trombè, serra solare e tanti altri. Dalla ricerca spagnola e in particolare da un gruppo di studenti di Barcellona, nasce un nuovo elemento passivo, ovvero il muro auto-raffrescante. Ma come funziona? Scopriamo insieme questo innovativo elemento costruttivo!

5 ESEMPI DI RAFFRESCAMENTO PASSIVO LOW-TECH

Barcellona. All’Istituto di Architettura Avanzata della Catalogna, Areti Markopoulou, coordinatrice scientifica del progetto di un gruppo di tre studenti, nonché direttrice della scuola, spiega il punto di partenza per il suo avvio: “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 cosa hanno fatto d’innovativo i tre studenti Akankasha Rathee, Elena Mitrofanova e Pong Santayanon?

A partire dai sistemi di funzionamento degli organismi viventi, i tre ragazzi hanno messo al centro della loro ricerca il concetto della semplicità e dell’efficienza dei processi che contraddistinguono la natura, e hanno cercato di replicare lo stesso per rendere efficienti gli edifici. La ricerca si sviluppa in maniera organica, ma l’assoluta attenzione va alla vera innovazione: una 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 attivi ed energivori.

Come sono riusciti nell’intento? Semplicemente hanno, anche qui, tratto ispirazione dai sistemi naturali e hanno principalmente indotto la parete a “sudare”. La parete in questione è stata battezzata "Idroceramica", ed è data dalla combinazione di un idrogel con materiali di supporto, quali la ceramica e un tessuto: il sistema messo a punto è in grado di rispondere alle differenze di umidità e calore circostanti.

IL FUNZIONAMENTO

La parete idroceramica funziona come un 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.

L’applicazione di questo principio riesce a ridurre la temperatura di circa 5 o 6 °C, aumentando l’umidità. Il funzionamento è maggiormente efficace quando all’esterno si verificano maggiori temperature. In altre parole la temperatura esterna è proporzionale all’evaporazione e all’aumento di umidità nell’aria, secondo le leggi dell’igrotermia.

Dovendo sfruttare questo principio fisico, è stato scelto l’impiego di una classe di materiali detti idrogel, composti 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.

La struttura del prototipo sviluppato risponde a quella delle pareti sandwich:

  • 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.
  • Infine 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.

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Il prototipo finale assomiglia ad un elemento laterizio, e potrebbe essere impiegato per la realizzazione di pareti e facciate a raffrescamento passivo. L’impiego dell’argilla è stato strategico per l’ottimizzazione del processo di evaporazione, grazie alla sua porosità e alle sue proprietà fisiche: non dimentichiamo l’uso tradizionale della terracotta, come ad esempio le brocche, all’interno delle quali si mantenevano in fresco le bevande.

L’unico punto di criticità del progetto è la necessità di alimentare con ulteriore acqua lo strato intermedio, ma i tre giovani ricercatori hanno proposto un’ottima soluzione anche in questo caso, ovvero di impiegare 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: allora entrerebbe in azione!

ABBASSAMENTO DEI COSTI NEL PROCESSO DI COSTRUZIONE

Il prototipo è stato messo alla prova sotto monitoraggio: la parete idroceramica è stata in grado di abbassare la temperatura di 5°C e di aumentare l’umidità di circa il 200%.

Nonostante si tratti di un progetto sperimentale, sono stati fatti calcoli sui costi e sul risparmio energetico raggiungibile. In particolare con l’uso della parete autoraffrescante 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.

Oltre questo aspetto, che risulta tra i più importanti per l’abbattimento delle emissioni di CO2, un altro aspetto tangibile e interessante del sistema impiegato dalla parete è che si basa su un processo semplice e naturale, 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.

Rosaria Agueci

Rosaria Agueci Ingegnere Edile ed Architetto

Ingegnere edile-architetto per professione, girovaga e curiosa per carattere. Lavora nella bella isola sarda, dove nel tempo libero può godere della natura incontaminata e dedicarsi agli aspetti green della cooperativa “Greetings from Alghero”, di cui è socia cofondatrice.

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