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La piastrella camaleonte

Chiunque abbia vissuto l’esperienza di camminare a piedi nudi su un marciapiede di asfalto in una giornata assolata d’estate, conosce il fenomeno molto bene: le superfici scure, ed in particolare nere come lo è l’asfalto da poco posato, assorbono il calore in modo molto efficiente trasformandosi in superfici roventi sotto la pianta del piede. Durante la stagione invernale tale capacità può essere sfruttata positivamente: un tetto scuro si scalda al sole e aiuta a ridurre la bolletta del riscaldamento. Al contrario, d’estate tale fenomeno assume un ruolo molto negativo per il raffrescamento della casa: il tetto, durante le lunghe giornate assolate, assorbe grandi quantità di calore che trasmette agli ambienti sottostanti e costringe a tenere accesi i condizionatori anche durante tutta la notte.

Nella maggior parte dei luoghi l’effetto negativo che si produce in estate è maggiore del guadagno termico invernale. È per questo motivo che sempre più si diffonde l’idea che sarebbe saggio realizzare tetti completamente bianchi. L’effetto che si otterrebbe non è cosa da poco: secondo il Segretario all'energia degli Stati Uniti, Steven Chu, se tutti i tetti delle case fossero bianchi si potrebbe ottenere una riduzione di emissioni di CO2 pari a quella ottenibile con un divieto di circolazione di tutti i veicoli del mondo per circa 11 anni. Ma alcuni critici osservano che nelle città con clima nordico il risparmio del tetto bianco ottenuto in estate potrebbe essere equivalente, se non inferiore, alle perdita subite in inverno. La situazione ideale, quindi, sarebbe quello di ottenere il vantaggio di tetti bianchi quando fa caldo e tetti neri quando fa freddo.

Purtroppo, all’atto pratico, non si possono avere entrambe le cose. Oppure no?

Un gruppo di neo-laureati del MIT ha sviluppato delle tegole che cambiano colore in base alla temperatura. Le tegole diventano bianche in una giornata calda e nere quando fuori fa freddo. Quando esse sono bianche, spiegano i ricercatori, le tegole riescono a riflettere circa l’80% della luce solare che li colpisce. Quando sono nere, ne riflettono solo il 30%. Lo stato bianco potrebbe permettere di risparmiare fino al 20% degli attuali costi di raffreddamento, secondo altri studi recenti effettuati proprio su questa teoria. Il risparmio effettuato grazie allo stato nero in inverno deve ancora essere quantificato.

Le piastrelle si basano su un polimero molto comune, simile a quello utilizzato nei comuni gel per i capelli più l’acqua, in una soluzione incapsulata tra due strati di plastica flessibile.
Lasciando raffreddare il polimero, al di sotto di una temperatura fissata in base alla composizione, esso rimane dissolto, lasciando uno sfondo nero. Quando riscaldato invece, il polimero si condensa sotto forma di minuscole goccioline, le cui piccole dimensioni diffondono la luce e quindi diventano in grado di produrre una superficie bianca, che riflette il calore del sole.

Il team, denominato Thermeleon (in inglese infatti fa rima con camaleonte, a causa della sua proprietà di colore cangiante), è stato il vincitore di quest’anno al Making and Designing Materials Engineering Contest (MADMEC), un concorso per gruppi di studenti e neo-laureati nel 2009 del MIT. Giunto alla sua terza edizione, il concorso di quest'anno è stato dedicato specificamente ai progetti volti a migliorare l'efficienza energetica attraverso l'uso innovativo dei materiali.
Attualmente il team sta lavorando per rendere facilmente commercializzabile questo prodotto: il passo successivo sarà realizzare uno spray o vernice con queste proprietà che sarà  spruzzato direttamente sulla superficie rendendo inutile l'intervento di sostituzione delle tegole e abbattendo ulteriormente i costi.

Poiché le materie prime sono molto comuni e poco costose, i membri del team pensano che le tegole potrebbero essere prodotte a un prezzo paragonabile a quella dei materiali di copertura tradizionali - anche se questa certezza la potranno avere solo quando verranno realizzate nella loro forma e dimensione definitiva. La più grande questione rimasta aperta riguarda la loro efficacia su tempi medio-lunghi: sarà necessario effettuare test accelerati sottoponendo il materiale a ripetuti cicli di caldo-freddo.

Articolo di Massimiliano Bertoni e Andrea Cantini

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