L'estate del 2022 è stata senza precedenti:la serie di ondate di caldo tra giugno e agosto ha fatto intravedere come il cambiamento climatico renderà le città luoghi sempre più difficili in cui vivere nei mesi estivi. Ciò è particolarmente vero nelle aree più densamente popolate, dove gli edifici fitti e le onnipresenti superfici in cemento e asfalto possono aumentare le temperature e trasformare rapidamente gli isolati urbani in fornaci. Inoltre, i colori più scuri utilizzati per le strutture urbane tendono ad attrarre e assorbire il calore. Queste dense aree urbane sono conosciute come isole di calore e sono ciò che due studenti della Facoltà di Architettura, Ingegneria Civile e Ambientale (ENAC) dell'EPFL, Clara Gualtieri e YueWanZhao Yuan, hanno scelto di studiare per il loro progetto di Master in ingegneria ambientale. Hanno condotto importanti ricerche sulle isole di calore e su cosa si può fare per mitigare gli effetti.

Le isole di calore diventeranno un problema sempre più serio man mano che il pianeta si riscalda. La maggior parte della popolazione mondiale ora vive nelle città e il cambiamento climatico significa che dovrà affrontare sempre più le conseguenze dirette delle temperature estreme. Queste temperature non solo diminuiscono la salute e il benessere delle persone:possono anche essere potenzialmente fatali per alcune categorie a rischio, come gli anziani, i malati cronici e i senzatetto. E i metodi utilizzati dalla maggior parte delle persone per rinfrescarsi, come l'aria condizionata e i grandi ventilatori, richiedono molta energia e generano ancora più emissioni di gas serra, alimentando così il circolo vizioso del cambiamento climatico.

Per condurre la loro ricerca sulle isole di calore, Gualtieri e Yuan hanno analizzato le temperature superficiali in due quartieri di Ginevra (Les Vernets e Pointe-Nord), sulla base dei dati raccolti sul terreno, sulle facciate degli edifici e sui tetti. Questi due quartieri stanno subendo una trasformazione su larga scala e hanno in cantiere diversi progetti di sviluppo urbano nell'ambito del programma PAV (Praille-Acacias-Vernets). I due studenti hanno sviluppato una serie di intricati modelli computerizzati 3D per ciascun quartiere che descrivono l'attuale profilo di temperatura del quartiere, il profilo di temperatura più probabile nel 2050 se non vengono apportate modifiche, il profilo di temperatura nello scenario peggiore dell'IPCC (RCP 8.5, dove le emissioni di gas serra continuano allo stesso ritmo, portando al livello massimo di riscaldamento globale) e il profilo di temperatura se il paesaggio urbano viene adattato per ridurre le temperature locali.

Un aumento di 10 gradi Celsius

La temperatura più alta della superficie del suolo che gli studenti hanno trovato nei due quartieri era di circa 35 gradi Celsius, ma i loro modelli prevedevano che questa temperatura potesse aumentare in media di 10 gradi Celsius e in alcuni casi anche di 15 gradi Celsius a luglio e agosto in base ai loro diversi scenari.

I modelli hanno anche mostrato che strategie di mitigazione come piantare alberi e altra vegetazione per creare più spazi verdi possono abbassare la temperatura della superficie del suolo di circa 5 gradi Celsius in entrambi i quartieri. Hanno scoperto che le piante in particolare possono essere efficaci, poiché l'ombra che producono ha un impatto maggiore rispetto all'erba semplicemente piantata nel terreno. Gualtieri e Yuan notano anche due ulteriori misure che vale la pena studiare:l'effetto albedo, la capacità dei colori più chiari di riflettere il calore, e il riemergere di fiumi o altri specchi d'acqua per raffreddare significativamente l'aria ambiente.

I risultati degli studenti sono il risultato di un meticoloso processo in base al quale hanno mappato in modo molto preciso ogni quartiere al fine di generare i modelli 3D più completi possibili. I loro modelli incorporano un'enorme quantità di informazioni, tra cui la morfologia e la topografia locali, la superficie di tutte le strutture costruite (ad es. Tetti, facciate di edifici e strade e strutture più piccole come sporgenze e guardrail), comprese le dimensioni delle strutture, la pendenza e la temperatura proprietà—arredo urbano, diversi materiali utilizzati, aree verdi, zone d'ombra e altro ancora. "Le nostre simulazioni hanno finito per incorporare più di 100.000 superfici", afferma Gualtieri.

"Un grosso problema"

Gualtieri e Yuan hanno ottenuto i loro dati da set di dati esistenti, tra cui il Registro federale svizzero degli edifici e delle abitazioni e le banche dati meteorologiche. Gli studenti hanno quindi eseguito diverse applicazioni, vale a dire Rhino, un software di modellazione 3D, e CitySim, un programma di simulazione sviluppato presso l'EPFL specificamente per gli urbanisti. CitySim consente agli urbanisti di stimare le proprietà termiche e fisiche degli edifici e il loro fabbisogno energetico, un'informazione preziosa per la progettazione di strategie per ridurre al minimo l'uso di combustibili fossili.

"La ricerca di Gualtieri e Yuan mostra che le isole di calore diventeranno un grave problema entro il 2050 se non iniziamo a ridurre le emissioni di combustibili fossili", afferma Kavan Javanroodi, postdoc presso il Solar Energy and Building Physics Laboratory (LESO-PB) dell'EPFL . "Gli urbanisti devono iniziare ad affrontare questo problema all'inizio dei loro progetti. Questa ricerca evidenzia anche ciò che alcune strategie possono ottenere in termini di riduzione del calore, offrendo così agli urbanisti di Ginevra un punto di partenza per combattere i picchi di temperatura e le condizioni microclimatiche estreme nello sviluppo della città quartieri". + Esplora ulteriormente

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