I vantaggi energetici e climatici dei cool roof sono stati ben consolidati:riflettendo invece di assorbire l'energia solare, i tetti chiari tengono gli edifici, città, e persino l'intero pianeta più fresco. Ora un nuovo studio del Lawrence Berkeley National Laboratory (Berkeley Lab) del Dipartimento dell'Energia ha scoperto che i cool roof possono anche risparmiare acqua riducendo la quantità necessaria per l'irrigazione urbana.

Sulla base di simulazioni climatiche regionali di 18 contee della California, I ricercatori del Berkeley Lab Pouya Vahmani e Andrew Jones hanno scoperto che l'adozione diffusa di un tetto freddo potrebbe ridurre il consumo di acqua all'aperto fino al 9%. Nella contea di Los Angeles, il risparmio idrico totale potrebbe raggiungere gli 83 milioni di galloni al giorno, supponendo che tutti gli edifici avessero tetti riflettenti installati. Il loro studio, "Vantaggi di conservazione dell'acqua della mitigazione del calore urbano, " è stato pubblicato sulla rivista Comunicazioni sulla natura .

"Questo è il primo studio che esamina il legame tra le strategie di mitigazione dell'acqua e del calore nelle aree urbane, " Ha detto Vahmani. "Potresti non fare tetti freddi solo per risparmiare acqua, ma è un altro vantaggio precedentemente non riconosciuto di avere tetti freschi. E dal punto di vista della gestione dell'acqua, è un modo di pensare completamente diverso:manipolare il clima locale per manipolare la domanda di acqua".

Un impulso per lo studio è stato quello di indagare su come un futuro clima più caldo avrebbe influenzato la domanda di acqua, soprattutto perché sempre più città sono alla ricerca di strategie di mitigazione e adattamento al clima. "Mentre le strategie di mitigazione del calore urbano hanno dimostrato di avere effetti benefici sulla salute, consumo energetico, e le emissioni di gas serra, le loro implicazioni per la conservazione dell'acqua non sono state ampiamente esaminate, "Vahmani e Jones scrivono nel loro studio.

I cool roof possono ridurre la domanda di acqua riducendo la temperatura dell'aria ambiente - questo studio ha rilevato che il raffreddamento urbano varia da 1 a 1,5 gradi Celsius - il che significa che i prati e altri paesaggi richiedono meno acqua. Gli scienziati, sia nella Divisione di Scienze del Clima e dell'Ecosistema del Laboratorio, riconoscere che può essere necessaria una modifica del comportamento umano per realizzare questo vantaggio di risparmio idrico.

"C'è un presupposto chiave qui che le persone regolerebbero il loro comportamento di irrigazione in risposta, " Jones ha detto. "Per raccogliere i benefici, avremmo bisogno che le persone fossero consapevoli della giusta quantità di acqua, oppure utilizzare sensori o sistemi di irrigazione intelligenti, che sono comunque una buona idea."

Per di più, hanno scoperto che il vantaggio del risparmio idrico era ancora maggiore nei giorni più caldi. "Quindi questa è un'indicazione che in un clima futuro, dove le giornate calde si verificano molto più frequentemente, l'ulteriore vantaggio di fare cool roof potrebbe essere ancora più drammatico, "Ha detto Jones. "Ma questo deve ancora essere indagato".

Vahmani e Jones hanno utilizzato un modello climatico regionale ad alta risoluzione per la loro analisi; Vahmani ha quindi aggiunto un componente al modello per tenere conto dell'acqua di irrigazione. "In pratica regola l'umidità del suolo per imitare gli eventi di irrigazione, " Ha detto Vahmani. "Abbiamo anche utilizzato i dati del telerilevamento per migliorare la rappresentazione delle caratteristiche fisiche della superficie terrestre, che ha portato a migliori prestazioni del modello."

Il modello è stato convalidato con i dati del Contra Costa Water District della California settentrionale per i clienti che utilizzavano solo l'irrigazione. "Le richieste di acqua di irrigazione simulate dal modello sono state abbinate abbastanza bene ai dati del cliente, data la natura complessa dell'irrigazione urbana, " Ha detto Vahmani.

Le simulazioni dei modelli sono state eseguite per 15 anni in 18 contee della California settentrionale e meridionale, ipotizzando uno scenario di controllo che rifletta lo stato attuale delle aree urbane, e uno scenario di cool roof in cui tutti gli edifici hanno installato cool roof disponibili in commercio.

Il risparmio idrico per l'irrigazione a livello di contea variava dal 4% al 9%, con risparmi pro capite maggiori in ambienti a media densità, o quelli con un mix di edifici e paesaggio. "È nelle aree suburbane che si vede il maggior risparmio idrico, " ha detto Jones.

Lo studio ha anche confermato una scoperta che sta emergendo:che le misure di conservazione dell'acqua che riducono direttamente l'irrigazione, come il paesaggio resistente alla siccità, può avere la conseguenza involontaria di un aumento delle temperature nelle aree urbane. Vahmani e Jones hanno eseguito una simulazione del caso più estremo - una completa cessazione dell'irrigazione - e hanno trovato un riscaldamento medio diurno di 1 grado Celsius in media sulla Baia di San Francisco.

"Questi risultati mostrano che il segnale di riscaldamento proveniente da strategie che si concentrano solo sulla riduzione dell'uso di acqua all'aperto può compensare significativamente gli effetti di raffreddamento di un'importante strategia di mitigazione del calore, come l'installazione di tetti freddi in tutta la città, " loro scrivono.

Modellare i microclimi

Con gli effetti climatici che si manifestano sempre più a scala urbana, Gli scienziati del Berkeley Lab stanno cercando di applicare i loro modelli in aree urbane con grandi centri abitati e infrastrutture concentrate. "Questo studio fa parte di uno sforzo più ampio per migliorare la nostra capacità di modellare i microclimi nelle aree urbane e altri fenomeni climatici su scale rilevanti per le decisioni, "Ha detto Jones. "Per esempio, siamo anche interessati a utilizzarlo per esaminare il ruolo della nebbia nei microclimi della Bay Area".

Questi sforzi fanno anche parte della Water Resilience Initiative di Berkeley Lab, parte del quale mira a sviluppare approcci per prevedere l'idroclima su scale che possono essere utilizzate per guidare le strategie acqua-energia.

Vahmani e Jones hanno in programma di dare seguito a questo studio espandendosi nell'agricoltura e studiando strategie per mitigare il clima caldo e la crescente domanda di acqua. "In primo luogo vogliamo vedere quanto il cambiamento climatico aumenterà la domanda di acqua. Successivamente sarà trovare strategie per contrastarlo, " Ha detto Vahmani. "Nelle aree urbane, vedremo come i cool roof possono migliorare sia la richiesta estrema di calore che la richiesta di irrigazione associata al riscaldamento futuro. considerando che nelle zone agricole, le strategie avranno a che fare con la tecnologia di irrigazione e il tipo di colture che stai coltivando".