Cambiamento climatico e superfici urbane: il ruolo chiave delle pavimentazioni nel mitigare gli effetti

Città resilienti ai cambiamenti climatici

Oggi circa il 75% della popolazione europea risiede nelle aree urbane, una percentuale destinata a crescere, superando l'80% entro il 2050, secondo le stime del World Urbanization Prospects (2018) delle Nazioni Unite.

Il fenomeno dell'urbanizzazione è di cruciale importanza quando si tratta di cambiamenti climatici. Da un lato, le città sono tra le principali fonti di emissioni di gas serra e contribuiscono in modo significativo all'origine del problema. Dall'altro, le aree urbane si rivelano particolarmente suscettibili agli impatti di un clima in continuo mutamento. Gli impatti dovuti al clima possono includere fenomeni come l'aumento delle temperature, le precipitazioni intense (le cosiddette "bombe d'acqua"), l'innalzamento del livello del mare, le inondazioni e la siccità.

Sulla vulnerabilità degli insediamenti urbani italiani si consiglia la lettura del paragrafo 3.14 del Piano Nazionale di Adattamento ai Cambiamenti Climatici (PNACC, Dicembre 2023) del MASE.

Una città resiliente ai cambiamenti climatici è in grado di affrontare gli impatti climatici in modo proattivo, mitigando i danni e preservando la qualità della vita dei suoi cittadini anche di fronte alle sfide complesse poste del clima.

La resilienza di una città si misura in base alla sua capacità di pianificazione, preparazione, adattamento e collaborazione tra i vari attori e settori coinvolti.

Quale contributo può dare il settore delle pavimentazioni nel mitigare gli effetti dovuti ai cambiamenti climatici in città? Quali strategie possiamo adottare? Quale tipologia di materiali da costruzione scegliere?

Isole di calore urbano: cosa sono e come si manifestano

Oggigiorno, il processo di sviluppo delle città gioca un ruolo chiave nella creazione delle cosiddette "isole di calore urbano".

Queste sono aree all'interno delle città dove le temperature sono notevolmente più elevate rispetto alle aree circostanti rurali. La sostituzione delle superfici naturali con strutture impermeabili, come strade e edifici, porta a una maggiore assorbimento e ritenzione di calore, contribuendo al riscaldamento e all'accumulo di temperature elevate in città.

In aggiunta a ciò, dobbiamo considerare che gli edifici alti ostacolano il flusso dell'aria, che il volume di traffico da veicoli a motore a combustione è elevato, che l'ampio impiego di condizionatori rilascia calore nell'ambiente oltre al calore prodotto dagli impianti di produzione industriale, e così via.

A causa dell’ “effetto di isola urbana di calore”, le persone che vivono in città sono esposte ad un rischio di salute più elevato rispetto a chi vive in zone suburbane o rurali.

Le superfici urbane possono raggiungere temperature estremamente elevate sotto l'esposizione diretta al sole, rappresentando un serio rischio per la salute umana. A fine luglio in Arizona sono state registrate ondate di calore record; diverse persone sono rimaste ustionate semplicemente cadendo a terra, tanti i ricoveri registrati in ospedale. A sottolinearlo è il dr. Kevin Foster, direttore dei servizi ustioni dell'Arizona Burn Center di Phoenix, in un'intervista rilasciata alla CNN.

“La temperatura dell'asfalto, del pavimento, del cemento e dei marciapiedi in Arizona in una calda giornata soleggiata o in un pomeriggio estivo è a volte di 82°C. Voglio dire, è appena sotto il punto di ebollizione, quindi è davvero notevole", afferma il dr. Foster.

Le superfici, come il cemento e l'asfalto, assorbono fino al 95% dell'energia solare e riflettono solo una piccola quantità di essa, aumentando notevolmente le temperature superficiali. Questo calore viene poi trasferito all'aria circostante, contribuendo alla creazione di temperature complessive più elevate durante le ondate di calore.

È importante notare che le temperature segnalate dalle previsioni meteorologiche si riferiscono spesso alla temperatura dell'aria misurata a una certa altezza sopra la superficie terrestre. Durante le giornate più calde, la temperatura dell'aria può essere notevolmente inferiore alle temperature delle superfici urbane. Ad esempio, mentre il termometro può segnare 38°C, l'asfalto e il cemento potrebbero raggiungere temperature nettamente superiori.

Ripensare lo spazio urbano e le pavimentazioni per mitigare gli effetti delle isole di calore

Per mitigare gli effetti delle isole di calore urbane e delle temperature estreme associate, è necessario considerare soluzioni sostenibili.

In primis, togliere asfalto e cemento a favore di aree verdi è sicuramente una strategia vincente, ma non l'unica perseguibile.

Sappiamo benissimo che i parchi, giocano un ruolo fondamentale nel raffreddamento delle città attraverso il processo di evapotraspirazione, in cui le piante rilasciano acqua nell'aria, dissipando il calore.

Anche la sola realizzazione di interventi mirati e diffusi che trasformano in spazi verdi le zone urbane interstiziali, risulta una strategia efficace. Ne sono un esempio i "parchi tascabili" già adottati negli Stati Uniti, nel Regno Unito, in Danimarca e recentemente anche in Grecia. Essi dimostrano con efficacia la possibilità di esercitare un influsso positivo sulle città, non solo contribuendo a migliorare il microclima urbano, ma contribuendo anche al recupero e valorizzazione dello spazio privato destinato all'uso pubblico, a vantaggio dell'intera comunità. Resta comunque una certezza: non possiamo trasformare completamente le nostre piazze in parchi o le strade in canali navigabili per migliorare il microclima urbano. Servono strategie integrabili e sinergiche.

Con qualche piccola accortezza progettuale possiamo comunque migliorare notevolmente i valori di albedo e diminuire le temperature delle superfici. Per prima cosa dobbiamo prestare attenzione all'indice SRI dei materiali da costruzione che scegliamo di utilizzare.

Consigliamo la lettura dell'articolo
L'adattamento climatico di Copenaghen: i progetti di resilienza urbana della città
Copenaghen ha attuato nel tempo diversi interventi adattivi ai cambiamenti climatici e pianificazioni con indicazioni operative per come costruire nuovi edifici, superfici permeabili, micro-parchi di quartiere e tetti e pareti verdi per la laminazione delle acque di pioggia. In questo contesto vediamo quali sono stati i progetti realizzati.

Nel caso delle pavimentazioni, così come delle coperture, l'Indice di Riflettanza Solare (SRI, Solar Reflectance Index) è un parametro cruciale. Questo indice valuta la capacità di una superficie di riflettere la radiazione solare e di dissipare il calore, contribuendo così a ridurre l'effetto isola di calore urbano. L'indice SRI tiene conto sia della riflettanza solare (capacità di riflettere la luce solare) che dell'emissività termica (capacità di irradiare il calore assorbito) di una superficie.

Pavimentazioni e ottimizzazione dell'indice SRI

Materiali come l'asfalto scuro tendono ad assorbire una quantità significativa di calore, contribuendo all'aumento delle temperature nelle aree urbane. D'altro canto, pavimentazioni più chiare e riflettenti possono aiutare a ridurre il riscaldamento eccessivo. Materiali innovativi, così come le pavimentazioni permeabili o i rivestimenti riflettenti, sono progettati appositamente per massimizzare l'indice SRI e ridurre l'impatto ambientale.

In sintesi, l'indice SRI e le pavimentazioni sono due aspetti da tenere in grande considerazione nella progettazione urbana sostenibile perché possono contribuire a creare ambienti più freschi, confortevoli ed energeticamente efficienti.

Via libera quindi all'uso di materiali con SRI maggiore di 29, la soglia minima da raggiungere per ottenere crediti LEED di sostenibilità ambientale delle pavimentazioni.

Cool materials per minimizzare l'effetto isola di calore urbano

I "cool materials" o "materiali freschi" sono tipologie di materiali da costruzione e rivestimento che sono progettati per ridurre l'assorbimento di calore e minimizzare l'effetto isola di calore nelle aree urbane. Questi materiali sono progettati per riflettere una maggiore quantità di radiazione solare invece di assorbirla, contribuendo così a mantenere le temperature delle superfici più basse.

Possono essere utilizzati per coperture, pavimentazioni, pareti e altre superfici all'interno degli ambienti urbani. Essi sono solitamente caratterizzati da un alto valore di albedo, il che significa che riflettono una percentuale significativa della radiazione solare incidente anziché assorbirla. Ciò aiuta a ridurre il surriscaldamento delle superfici e l'accumulo di calore nelle aree urbane densamente costruite.

Per comprendere le strategie volte a ridurre il fenomeno delle isole di calore urbano suggeriamo la lettura del rapporto pubblicato nel 2008 dall'EPA dal titolo "Reducing Urban Heat Islands: Compendium of Strategies" .

Pavimentazioni giocano un ruolo cruciale anche quando si tratta di drenaggio urbano sostenibile

Le pavimentazioni permeabili costituiscono un'importante risorsa "soft engineering" per il drenaggio urbano sostenibile (SuDS), poiché offrono soluzioni integrate per gestire le acque meteoriche e affrontare le sfide ambientali nelle aree urbane. Un argomento questo già trattato in un precedente articolo, disponibile al seguente LINK.

Si tratta di pavimentazioni che offrono diversi vantaggi nell'affrontare le sfide climatiche delle città perché se ben progettate consentono una gestione efficace delle acque meteoriche di dilavamento, contribuendo al mantenimento delle falde acquifere e alla sicurezza stradale. Tuttavia, presentano anche alcuni svantaggi, come la manutenzione difficoltosa in determinate situazioni.

Diverse città italiane hanno già adottato queste soluzioni per adattarsi ai cambiamenti climatici.
Le "Linee Guida sull'adozione di tecniche di drenaggio urbano sostenibile" del Comune di Bologna, ad esempio, forniscono orientamenti sulla gestione del drenaggio urbano con approcci di "soft engineering", integrando soluzioni basate sulla natura.

Le pavimentazioni permeabili sono realizzate con materiali che consentono il deflusso superficiale dell'acqua meteorica, promuovendo l'infiltrazione nel terreno. Ne esistono diverse tipologie, come masselli porosi, cubetti con fughe larghe inerbite o drenanti, grigliati in calcestruzzo o plastica inerbiti.

Sono adatte a diversi contesti, ma richiedono una progettazione accurata che considera la permeabilità del suolo, il volume di traffico e altri fattori. La manutenzione è essenziale per garantirne l'efficacia nel tempo. Possono essere utilizzate sia per nuove urbanizzazioni che per sostituire pavimentazioni impermeabili esistenti.

Pavimentazioni esterne drenanti, permeabili e filtranti sono la stessa cosa?

Come ci suggerisce Roberto Muselli, consulente esperto in pavimentazioni in calcestruzzo e autore di numerosi articoli pubblicati su Ingenio, prima di tutto occorre fare i conti con il vero significato dei termini e relazionarlo con le eventuali caratteristiche di uno specifico materiale o di una specifica opera prima di rispondere a questo quesito.

Pertanto, per capire di più sul tema invito il lettore a leggere l'articolo di Muselli disponibile a questo LINK.

Rigenerare la città con la natura

Per la progettazione degli spazi pubblici tra mitigazione e adattamento ai cambiamenti climatici, la regione Emilia-Romagna ha pubblicato una guida dedicata che fornisce utili strumenti tanto alla Pubblica Amministrazione quanto al professionista tecnico. 

Per i suoli e le pavimentazioni più comunemente utilizzate negli spazi pubblici, la guida fornisce utili indicazioni circa i vantaggi, gli usi e le proprietà (ottiche, termiche, fisiche e di permeabilità) di alcuni materiali minerali e vegetali che maggiormente influenzano il microclima urbano.

Nella guida possiamo trovare indicazioni relative alle superfici a prato, in terra nuda, in terra battuta e calcestre, in asfalto, in calcestruzzo gettato in opera, in materiale lapideo, in legno, in laterizio e in ceramica.

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