Le superfici, i materiali e i colori non sono tutti uguali e non rispondono tutti alla stessa maniera quando vengono colpiti dalla luce solare. Essa è composta da radiazioni di diversa frequenza d’onda e ad ogni frequenza corrisponde una tonalità di colore differente. Un oggetto bianco, ad esempio, riflette la luce visibile che lo colpisce, in tutte le sue sfumature. Uno oggetto nero, invece, assorbe tutte le radiazioni e la loro relativa energia, scaldandosi maggiormente. Ma allora perché i beduini sono spesso vestiti con colori scuri nel deserto? E perché invece gli orsi polari sono bianchi? Scopriamolo insieme!
Il colore nero assorbe davvero più calore?
Gli oggetti di color scuro hanno una capacità riflettente molto bassa, assorbono l'energia trasportata dalla luce, si scaldano maggiormente e raggiungono temperature superiori rispetto a quelli bianchi.
A chi non è mai capitato di entrare in un'auto parcheggiata al sole d'estate? Tra l'altro un'auto che si scalda di più richiede più energia, e dunque più carburante, per raffreddarsi. Pensate che un'auto bianca può arrivare a risparmiare fino al 2% sul carburante!
Casi particolari
Vediamo insieme due casi particolari: gli abiti scuri dei beduini nel deserto e il colore degli orsi polari.
I vestiti nel deserto
Uno studio pubblicato nel 1980 su Nature ha analizzato il comportamento termico di diversi abiti indossati nel deserto caldo del Negel a mezzogiorno. I ricercatori hanno paragonato quattro abbigliamenti: una tunica nera, una tunica bianca, un'uniforme militare marrone chiaro e a petto nudo.
La prima osservazione mostra come effettivamente l'abito nero assorba l'89% della radiazione incidente, seguito dall'uniforme kaki (72%), dalla pelle nuda (66%) e infine dalla tunica bianca (35%). Durante le misurazioni la temperatura media dell'aria era attorno ai 38 °C, con un vento di 1,3 m/s. In queste condizioni, l'abito nero raggiunge i 47 °C, mentre quello bianco arriva a soli 41 °C.
A differenza di quanto si potrebbe pensare, però, quando la differenza di temperatura fra abito ‘’caldo’’ e temperatura media dell'aria aumenta, vi è una maggior efficienza di scambio termico, ovvero migliore trasmissione del calore. In presenza di vento, il calore disperso per convezione aumenta e, dunque, la temperatura finale della pelle sotto le due tuniche (bianca e nera) è risultata essere di 33 °C.
Ma perché questo avviene?
Perché la risposta termica di un abito nel deserto non è caratterizzata soltanto dal colore. L'utilizzo di tuniche larghe e spesse aiuta a mantenere una temperatura corporea inferiore rispetto ad indossare un'uniforme o a rimanere a petto nudo. I vestiti spessi permettono di isolare e mantenere una differenza di temperatura fra il corpo e l’ambiente. I vestiti larghi permettono la convezione dell’aria fra la pelle ‘’fredda’’ e il tessuto ‘’caldo’’. L’aria (in questo caso di 38 °C) entra dal basso, si scalda a contatto con il vestito caldo ed esce dalle aperture superiori (collo e maniche) trasportando con sé una parte del calore rilasciato. Questo processo di convezione è tanto più efficiente quanto più alta la temperatura della tunica. Di conseguenza, nonostante la tunica nera presenti una temperatura esterna superiore, permette al corpo di mantenere la stessa temperatura di un abito bianco, grazie ad una convezione termica più efficiente.
In un ambiente caldo, quindi, meglio usare vestiti spessi e larghi, e poco importa se chiari o scuri.
Gli orsi polari
Perché gli orsi polari sono bianchi?
Se fossero scuri assorbirebbero più luce e calore, ma al tempo stesso ne emetterebbero di più. Come abbiamo visto i buoni assorbitori (colori scuri), infatti, sono anche dei buoni emettitori di calore, e questo agli orsi non conviene.
In un ambiente freddo è meglio conservare il proprio calore, emettendone poco grazie a colori chiari. Inoltre ai Poli l’intensità luminosa è variabile durante l’anno e, dunque, gli orsi non possono basarsi sul Sole come sorgente principale di calore per mantenere in equilibrio la temperatura corporea. Ultimo punto ma non meno importante: per questioni di mimetismo, il bianco della loro pelliccia si confonde col ghiaccio e questo permette loro la caccia alle foche.
Una piccola curiosità finale. La pelliccia degli orsi polari ha una colorazione tipica bianca, ma in realtà essa è formata da peli trasparenti vuoti, come fossero tante cannucce trasparenti posate su di una pelle scura. La pelliccia appare bianca a causa della sua struttura e della capacità riflettente elevata di questi tubicini cavi. Con climi miti, il pelo degli orsi può apparire perfino verdastro, quando nascono delle piccole alghe all’interno di questi peli cavi.
;)
