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Le ondate di calore stanno trasformando le nostre città in veri e propri forni a cielo aperto. Tra i principali elementi che aggravano questo problema troviamo il conglomerato bituminoso, volgarmente chiamato asfalto e tradizionalmente utilizzato per realizzare strade. Copre grandissime porzioni di territorio cittadino, comportandosi come una spugna dal punto di vista termico. Il suo assorbimento di calore può infatti raggiungere fino al 90% della radiazione solare incidente, con conseguente innalzamento della temperatura della superficie stradale con valori finali tra i 60°C e i 70°C. Per contrastare questo inevitabile fenomeno si stanno diffondendo i cosiddetti cool pavements, innovativi conglomerati per pavimentazioni stradali che presentano additivi, quali vernici riflettenti, che assorbono meno calore e ne favoriscono la dispersione. Riducendo la temperatura delle superfici, queste soluzioni possono contribuire a mitigare l’effetto isola di calore e a migliorare il comfort termico negli spazi urbani; non mancano tuttavia alcune criticità.
Perché l'asfalto fa aumentare le temperature?
Quello che comunemente chiamiamo asfalto è, più correttamente, una miscela bituminosa formata da aggregati lapidei e da un legante, ossia il bitume. Tuttavia, sia a causa della sua colorazione scura (dovuta proprio dall'utilizzo del bitume), sia per le specifiche proprietà termofisiche, questo materiale si comporta come una spugna e trattiene una quota molto elevata della radiazione solare. Il calore immagazzinato durante il giorno, per effetto della sua capacità di assorbirlo e di trattenerlo, viene rilasciato lentamente per irraggiamento durante le ore notturne: proprio questo calore residuo è la prima fonte di alimentazione del noto fenomeno dell'Isola di Calore Urbana, cioè dell'incremento di temperature delle zone urbane rispetto a quelle rurali.
Come funziona la tecnologia "cool pavement"
I cool pavements sono conglomerati per pavimentazioni stradali che contengono additivi volti a riflettere la luce solare, assorbendo meno calore e favorendone la dispersione. In particolare, questa tecnologia si basa sull'applicazione di vernici e rivestimenti ad alta riflettanza sulle pavimentazioni esistenti che permettono di schermare dalle radiazioni solari la pavimentazione stradale e di ridurre contestualmente l'assorbimento termico del conglomerato bituminoso. Il principio fisico alla base di queste vernici è la modifica dell'albedo, cioè il potere riflettente di una superficie. Nello specifico consta nella percentuale di radiazione solare che viene riflessa rispetto a quella che viene assorbita.
Mentre l'asfalto convenzionale possiede un albedo bassissimo, tipicamente compreso tra 0.05 e 0.10, l'applicazione di vernici riflettenti innalza questo valore fino a 0.30 – 0.50. Nella sostanza, queste vernici aumentano la capacità che il conglomerato bituminoso ha di riflettere la radiazione solare. Dal punto di vista chimico, questi rivestimenti sono solitamente formulati come emulsioni acquose, resine epossidiche o acriliche. Al loro interno vengono dispersi composti specifici, come il biossido di titanio (TiO2), speciali polimeri, microsfere cave e composti nanotecnologici. Questi ultimi, in particolare, rappresentano delle aggiunte fondamentali per massimizzare le capacità riflettenti del conglomerato senza però intaccare le sue caratteristiche di aderenza.
Queste vernici sono inoltre progettate per riflettere principalmente le lunghezze d'onda dell'infrarosso, cioè quelle che trasportano la maggior parte dell'energia termica, mantenendo invece un modesto aumento della capacità riflettenti delle radiazioni nello spettro di frequenze del visibile, accorgimento tecnico fondamentale per evitare un pericoloso effetto abbagliante a danno degli automobilisti. L'efficacia reale dei cool pavements è stata validata sul campo da importanti campagne di monitoraggio, a partire dal sensibile abbattimento delle temperature superficiali e atmosferiche registrate. Risultati scientifici pubblicati, infatti, hanno certificato riduzioni della temperatura superficiale del suolo fino a 9°C, con conseguenti benefiche riduzioni della temperatura dell'aria circostante fino a 2°C.
Criticità e limiti della pavimentazione stradale fredda
Anche i cool pavements, tuttavia, presentano delle criticità oggettive da gestire accuratamente in fase progettuale. Primo fra tutti i punti deboli è lo stress termico per i pedoni. Infatti, poiché l'energia non può scomparire, ma viene semplicemente non assorbita dalla pavimentazione, essa viene inevitabilmente riflessa verso l'ambiente circostante. Di conseguenza, la Temperatura Radiante Media (MRT) aumenta. Questo significa che il pedone verrà colpito dal calore in due direzioni: dall'alto (radiazione diretta) e dal basso (radiazione termica riflessa).
La sensazione di calore percepita dal corpo umano camminando su asfalto trattato può risultare superiore a quella provata sull'asfalto tradizionale. Per neutralizzare l'effetto negativo della radiazione riflessa sui pedoni, i cool pavements devono essere necessariamente inseriti all'interno di una strategia urbanistica integrata. La piantumazione di alberature e infrastrutture verdi, in grado di intercettare la radiazione solare riflessa e generare ombra, non può essere sostituita dall'utilizzo esclusivo di queste vernici, come ad es. nel caso del progetto Green Corridor a Medellin, in Colombia (post X qui sotto).
Una seconda problematica riguarda un aspetto di natura meccanica: diversi studi ingegneristici hanno osservato che l'aggiunta di strati di vernice causa una conseguente riduzione dei vuoti superficiali del conglomerato dopo la posa, diminuendo la rugosità superficiale. Questa condizione incide direttamente sui valori di aderenza, impattando negativamente sugli spazi di frenata. Infine, è importante sottolineare che le prestazioni termiche di queste vernici non sono eterne: il traffico, lo sporco e l'abrasione degli pneumatici riducono l'albedo nel corso dei mesi, generando una naturale usura del manto superficiale trattato. Recenti studi hanno registrato un calo delle sue capacità dal 38% iniziale fino a valori nell'ordine del 19% – 30% nel giro di soli 10 mesi.
