Isola Urbana di Calore: la città brucia

Ti è mai capitato di percepire un forte aumento di temperatura anche solo spostandoti di pochi chilometri da una zona rurale ad un centro cittadino? Oppure ti sei mai chiesto perché durante i mesi estivi si registri un vero e proprio esodo della popolazione dalle città? Beh certo, la risposta segue spontanea: “perché fa troppo caldo”. E fin qui non c’è dubbio, ma ti sei mai interrogato sulla vera causa di ciò? E soprattutto, sei mai riuscito a darti una spiegazione scientifica? Se la risposta è negativa sei nel posto giusto, perché sto per parlarti proprio di questo curioso fenomeno noto come “Isola Urbana di Calore”.

L’isola urbana di calore

Gli eventi che causano un microclima più caldo nelle città rispetto alle zone periferiche e rurali viene definito nel gergo tecnico Isola Urbana di Calore.  Parliamo di una pluralità di cause eterogenee in grado di produrre differenze di temperatura notevoli rispetto alla media stagionale, fino a 4 o 5 gradi in più. Tra i fattori maggiormente responsabili sono annoverabili la sproporzione tra verde e materiali edili in città, la presenza di edifici molto alti e l’utilizzo di strumenti e apparecchiature che producono calore. ECOSTRESS, lo strumento di osservazione ad infrarossi termici di proprietà della NASA, montato sulla Stazione Spaziale Internazionale nel 2018. Negli ultimi anni ha catturato i recenti estremi di temperatura raggiunti negli ultimi anni sulla superficie terrestre di alcune città europee. Qui ne vediamo tre esempi raccolti il 18 giugno 2022 a Parigi, Praga e Milano.

Parigi, 18 giugno 2022 temperatura della superificie (fonte: ESA)
Praga, 18 giugno 2022 temperatura della superificie (fonte: ESA)
Milano, 18 giugno 2022 temperatura della superficie (fonte: ESA)

Da tali rilevazioni si evince quanto fosse caldo il suolo nelle parti edificate della città, raggiungendo in alcuni punti una temperatura addirittura superiore ai 45°C. Infatti i picchi di rosso intenso si trovano in aree dove la vegetazione è assente o quasi. Mentre, ad esempio, le zone intorno al Parco Sempione, per Milano, o alla Senna, per Parigi, illustrano temperature meno elevate. Ciò è dovuto al fenomeno chiamato evapotraspirazione, grazie al quale l’acqua che si trova sullo strato superficiale delle piante e del terreno evapora.

Anche il suolo respira

Se pensavi che gli esseri viventi  fossero gli unici sulla faccia della terra ad aver bisogno di prendere aria ti sbagliavi di grosso! Ebbene, il problema ormai mondiale che impedisce al terreno di “respirare” è stato definito Soil Sealing. Letteralmente è l’azione di “sigillare” il suolo, rendendolo impermeabile perché coperto da materiali edili. Per tale ragione nel centro delle grandi città, in cui il numero di strade ed edifici abbonda, l’aria è generalmente molto poco umida.

Ad esempio, in Italia cemento, asfalto, edifici ed altre costruzioni aumentano di circa sedici ettari al giorno. Dunque negli anni le temperature continueranno a salire se non si interviene per aumentare gli spazi verdi in città. Tuttavia sono stati tenuti in considerazione anche altri aspetti, tra cui la distanza dal mare e la dimensione della città.

Tra le più gravi testimonianze del verificarsi di tale fenomeno vi è addirittura una delle metropoli più verdi d’Italia: Torino, dove un incremento del 10% di zone con elevato consumo di suolo e bassa copertura arborea è associato ad un aumento dell’intensità dell’isola di calore media estiva di 4°C.

Figura 4: esempio di isola di calore estiva relativa alla città di Torino (Fonte: CNR)

Altre cause del caldo in città

A Torino, come nel resto di tutte le altre grandi città d’Italia e del mondo, la presenza dilagante di cemento e asfalto fa sì che questi materiali assorbano molto più calore rispetto ad un volume equivalente di terreno o di aria. Ciò significa che un isolato pieno di palazzi e di strade funziona come un’enorme spugna che cattura calore e radiazioni solari, per poi rilasciarli specialmente durante le ore notturne, quando la differenza di temperatura tra ambiente e asfalto è maggiore. Risulta dunque evidente che anche per tale ragione in città l’escursione termica tra giorno e notte è molto piccola, rispetto a quando ci troviamo in aperta campagna.

Tra i fattori responsabili dell’effetto delle isole urbane di calore, la sproporzione del rapporto tra verde e cemento è sicuramente centrale, ma anche l’altezza e la geometria degli edifici contribuiscono all’innalzamento delle temperature. Si parla addirittura di “Canyon urbani”, per indicare la limitata circolazione dei venti causata dall’elevata densità di edifici molto alti. Infatti, i palazzi, formando delle gole artificiali, danno vita ad una sorta di recinto, il quale, schermando molte zone dall’effetto dei moti ventosi, riduce la capacità delle correnti d’aria di favorire un ricircolo e di portare il calore verso l’alto per poi disperderlo.

Figura 5: effetto Canyon, che spiega anche il motivo per cui le auto sono particolarmente inquinanti in città (Fonte: AltoAdigeInnovazione)

A tutte queste cause si aggiungono poi i consumi di natura antropica ed il conseguente rilascio di sostanze inquinanti. Impianti industriali, automobili, sistemi di riscaldamento e raffrescamento sprigionano cospicui quantitativi di calore che non vengono adeguatamente dispersi, bensì si accumulano nelle isole urbane.

Non solo estati più calde…

Appare evidente che la principale ripercussione diretta dell’isola di calore è l’innalzamento delle temperature, sia in estate che in inverno. I maggiori disagi  vengono percepiti nei mesi caldi, con l’aumento delle massime e l’intensificarsi di ondate di calore intenso.

Tuttavia questa non è la sola ed unica conseguenza, poiché sono presenti anche una cospicua serie di effetti secondari. Un semplice ed innocuo ventaglio non ti basterà:  più caldo significherà maggior lavoro di condizionatori, climatizzatori e ventilazione meccanica per raffrescare gli ambienti interni e garantire benessere. Si consumerà più energia e a far fronte a questo spreco non saranno solo le tasche del tuo portafoglio, ma anche l’ambiente in seguito all’aumento delle emissioni inquinanti. Ciò azionerà un pericoloso circolo vizioso difficile da disinnescare.

In aggiunta, se si tiene conto del fatto che ad oggi la popolazione che risiede nei centri urbani è in notevole crescita e che si attende un’intensificazione del fenomeno per il futuro. Si prevede che nei prossimi anni si registrerà un peggioramento dell’effetto isola di calore urbana, correlato al surriscaldamento globale, il quale potrà causare un ulteriore incremento delle temperature di 4 o 5°C.

Figura 6: rappresentazione grafica dell’isola di calore urbano (Fonte: la Repubblica)

Il ventaglio delle soluzioni è green!

E’ evidente dunque che quello dell’isola urbana di calore sia già di per sé un fattore grave e faticoso da gestire, che rende la vita nella città molto meno facile. Tuttavia se si somma questo aspetto al già esistente problema del riscaldamento globale, la questione si aggrava ancor di più ed il bisogno di trovare una soluzione diviene un’urgenza impellente. 

Gli interventi per limitare l’effetto isola di calore possono variare, ma l’arma più efficace resta sempre l’ampliamento delle aree verdi urbane. Questo permette di ridurre non solo il surriscaldamento urbano, ma anche l’inquinamento dell’aria, assorbendo anidride carbonica e polveri sottili. Inoltre il suolo, avendo maggiore estensione, trattiene più acqua, contenendo il rischio di desertificazione.

Per tali ragioni, nel Piano Nazionale di Ripresa e Resilienza (PNRR) è prevista la piantumazione di 6,6 milioni di alberi nelle aree metropolitane. Si tratta di un quantitativo comunque ridotto, se si considerano le stime dell’ASVIS, l’Alleanza Italiana per lo Sviluppo Sostenibile, secondo la quale servirebbero circa 227 milioni di alberi entro il 2030 per contrastare le ondate di caldo, l’inquinamento e il rischio di siccità.

Figura 7: grandi differenze di temperatura apportate dalla presenza di vegetazione all’interno di un contesto urbano (Fonte: Linkedin)

Tra le altre strategie vincenti per combattere il verificarsi delle isole urbane di calore va ribadita l’importanza di un approccio progettuale ed urbanistico consapevole e attento al microclima territoriale. Andrebbe infatti svolto sempre uno studio microclimatico dell’area, con l’intenzione di favorire la ventilazione naturale, valutare le migliori forme e dimensioni degli edifici, le ombre e le altezze dei volumi.

Una volta fatto ciò, è possibile ragionare sul tipo di superfici e di materiali, e sulle modalità di inserimento del verde urbano. Ad esempio, le coperture, molto spesso grigie o di colori scuri, sono tra gli elementi che causano l’effetto isola di calore. Pertanto un intervento vincente sarebbe l’installazione di tetti verdi e giardini verticali, i quali non solo restituiscono spazi utili alla socialità, ma contribuiscono anche al controllo microclimatico urbano, favoriscono l’evaporazione, l’assorbimento di agenti inquinanti e la riduzione di particolato. Un’ottima alternativa risulta anche essere la realizzazione dei cosiddetti Cool Roof, nonché “tetti freddi”, grazie al rivestimento delle superfici di copertura con materiali riflettenti. Questi sono in grado di riflettere fino all’80% della radiazione solare e si realizzano con l’applicazione di prodotti chiari con un basso fattore di assorbimento solare ed un’elevata emissività.

Figura 8: principio alla base del buon funzionamento di un cool roof (Fonte: Sika Italia)

Allo stesso modo le pavimentazioni di piazze, strade, parcheggi e terrazze, in cemento o in asfalto, peggiorano l’effetto isola di calore. Anche qui la scelta di materiali naturali, permeabili, con colorazioni chiare e ad alto indice di riflettanza (SRI, Solar Reflectance Index) risulta fondamentale. Per esempio, nel caso dei parcheggi, è possibile optare per soluzioni di verde armato e pavimentazioni drenanti. Oppure, in sostituzione all’asfalto, si possono utilizzare pavimentazioni autobloccanti, nonché costituite da un insieme di blocchetti e mattoni in calcestruzzo (materiale che tende a trattenere meno calore rispetto all’asfalto) posati a secco sulla superficie da rivestire e successivamente sigillati con l’utilizzo di sabbia asciutta.

Figura 8: esempio di pavimentazione con autobloccanti in calcestruzzo (Fonte: MICHELETTO)

Termometro alla mano

Ad oggi i dati e gli studi condotti da centinaia di istituti di ricerca ci parlano di incrementi di temperature che in alcune città sfiorano i 15°C. Non si fatica a crederci se si pensa alle giornate di caldo estremo vissute durante i mesi passati negli agglomerati urbani prima che nelle campagne. Appare chiaro ed evidente che le nostre città implorano l’urgenza di un riassetto urbanistico resiliente. Il sogno è che un giorno i posteri possano alzare fieri lo sguardo in alto e sentirsi accolti dall’abbraccio di un cielo colorato da un arcobaleno dalle mille sfumature di verde. Dunque… Che il sogno diventi realtà!

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