Un materiale da costruzione che suda "per noi", per tenerci al fresco

Materiale PNIPAM - immagine via ETH

Il materiale sviluppato dai ricercatori del ETH di Zurigo, in Svizzera, per raffrescare gli edifici, trae ispirazione da un meccanismo biologico del tutto naturale, la sudorazione.

L'evaporazione del sudore è infatti un fenomeno molto efficace che aiuta i mammiferi a contenere la temperatura corporea evitandone il sovrariscaldamento nelle giornate più calde o quando il corpo è sottoposto ad intensa attività fisica.

Certo, nei mammiferi il sudore ha anche altre importanti funzioni: aiuta a liberare l'organismo da alcune tossine ed è anche una forma di manifestazione emotiva, ma in questo contesto ciò che ci interessa è la sua capacità termoregolatrice. 


Raffreddamento per evaporazione
L'evaporazione è un fenomeno superficiale caratteristico dei liquidi, avviene anche in un bicchier d'acqua. A causa delle collisioni intermolecolari, alcune molecole collocate in prossimita del pelo libero dell'acqua, acquisiscono sufficiente energia cinetica per abbandonare la superficie. Questa energia è sottratta al liquido sottostante che si raffredda. L'evaporazione s'intensifica all'aumentare della temperatura ed è favorita dal vento. Ma ovviamente conta anche l'estensione della superficie. La stessa acqua del bicchiere, versata su di un'ampia superficie evaporerà molto più rapidamente.  Questo è un po ciò che succede al nostro corpo quando sudiamo.

Per sfruttare questa proprietà fisica, i ricercatori hanno sviluppato un tessuto sintetico speciale, costiutito da un polimero permeabile all'acqua, che steso sulle coperture assorbe e trattiene l'acqua piovana. Quando la temperatura s'innalza, al raggiungimento di una certo soglia, il materiale diventa idrofobico e cessa di trattenere l'acqua che evaporando raffresca l'edificio.

Confronto materiale convenzionale con PNIPAM - immagine via ETH

Il comportamento del materiale è stato testato confrontando, mediante una termocamera, le temperature superficiali di due modelli in miniatura di casa, il primo (a sinistra) ricoperto con materiali convenzionali ed il secondo (a destra) ricoperto col polimero speciale. Variando la temperatura esterna mediante un dispositivo ad infrarossi si è osservato che, raggiunta la temperatura di soglia, il materiele speciale innesca il meccanismo di raffrescamento (sudorazione/eveporazione) mantenedo la temperatura superficiale di 15°C inferiore rispetto al modello coperto con materiale convenzionale.

Al momento si tratta solo di sperimentazioni e non è prevista la commercializzare del prodotto in tempi brevi, ma è una tecnologia promettente che, sostengono i ricercatori, potrebbe ridurre il carico dei condizionatori d'aria fino al 60 per cento.