Come una pellicola colorata in cellulosa permette di sfruttare il calore solare

Una nuova scoperta, una pellicola a base di cellulosa, potrebbe rivoluzionare la climatizzazione degli edifici. E questa nuova scoperta sarebbe anche ecosostenibile, perché non comporterebbe il ricorso all’energia elettrica, andando a rappresentare, molto probabilmente a lungo termine, un notevole risparmio energetico ma soprattutto economico. Niente climatizzatori dunque, ma solo lo sfruttamento biologico di una sostanza, che viene rivista anche alla “luce” delle leggi della fisica. Può apparire un calembour, perché in effetti al centro della scoperta ci sono luce e calore solare.

Il progetto

Questa nuova pellicola a base di cellulosa è il risultato di un progetto condotto, con un’altra collega della Purdue University, da Silvia Vignolini, direttrice del dipartimento Sustainable and Bio-inspired Materials del Max Planck Institute e docente in Chemistry and Bio-materials alla University of Cambridge. Le ricerche condotte hanno puntato sul “raffreddamento radioattivo diurno passivo”, che sfrutta le qualità dei materiali, la luce solare e le bande infrarosse: questo ha portato allo sviluppo di una pellicola colorata, spessa pochi micron, che può raffreddare di 3°C una superficie esposta alla luce del Sole. La pellicola colorata compie un lavoro, energicamente e fisicamente parlando, e quindi comporta un risparmio di elettricità, perché non è alimentata da nulla se non da fenomeni chimico-fisici.

“È strutturalmente molto stabile - ha spiegato Vignolini a Repubblica - e dato che stavo lavorando su pigmenti a ridotto impatto ambientale - la chimica delle vernici è mediamente piuttosto sporca - ho pensato che l'abbinamento sarebbe stato perfetto. Abbiamo ottenuto un rivestimento spesso meno di 10 micron che consente di ridurre le temperature utilizzando soltanto cellulosa. Certo non siamo ancora pronti per rivestire interi edifici, ci sono tanti piccoli problemi prima di poter utilizzare questa tecnologia; le superfici devono rimanere pulite e devono essere testate in presenza di diversi agenti atmosferici. Ma ci stiamo lavorando e sono fiduciosa”.

Cosa lega i colori a luce e calore

Per capire meglio, basta analizzare come funzionano questi elementi fisici. L’alternarsi delle stagioni dipende dal modo in cui la luce e il calore solare arrivano sulla Terra nei diversi mesi dell’anno, oltre naturalmente alle variabili introdotte quotidianamente dal meteo e, purtroppo, in generale, dal cambiamento climatico. Luce e calore giungono perpendicolarmente all’equatore in occasione degli equinozi di primavera e d’autunno, mentre fanno lo stesso sul tropico del Cancro per il solstizio d’estate e sul tropico del Capricorno per il solstizio d’inverno. Questo significa che in estate, nell’emisfero settentrionale, una delle ragioni per cui fa più caldo è proprio questo modo diretto relativo all’emanazione di luce e calore dal Sole.

Luce e calore reagiscono in modo differente in base ai colori, per esempio il bianco riflette la luce e il calore, il nero li assorbe. Questo accade perché il bianco opera per sintesi additiva di tutti i colori, il nero per sintesi sottrattiva.

La qualità dei colori di assorbire o riflettere in modo differente luce e calore, che oggi viene studiata all'interno della regione dell'infrarosso, è in realtà nota empiricamente fin dai tempi più antichi: basti pensare alle case bianche in alcune parti del mondo, utilizzate per sfruttare il Sole in maniera difensiva o climatica.