Mark Ryan – Shepherd Color
Nonostante siamo in inverno, proviamo a non dimenticare le calde giornate della scorsa estate. Le città continuano a lottare contro il caldo che rimane intrappolato nei paesaggi urbani contribuendo ad aumentare le temperature, peggiorando la qualità dell’aria e la vivibilità dei centri urbani.
I pigmenti riflettenti gli infrarossi (IR) Arctic® prodotti dalla Shepherd Color Company sono utilizzati da decenni nelle applicazioni di rivestimenti cool per coperture. Questa tecnologia sta trovando impiego in altre aree dei paesaggi urbani. I muri e le superfici orizzontali, come le strutture dei parcheggi e le strade, sono considerati soluzioni per ridurre l’energia assorbita e il calore presente nelle aree urbane. Questi spazi assorbono e intrappolano il calore durante le giornate estive e creano isole di calore urbane (UHI). Le temperature più elevate contribuiscono a ridurre la qualità dell’aria, ad aumentare l’energia necessaria per raffreddare gli edifici e a ridurre complessivamente la qualità della vita e la sostenibilità.
La fisica di base è la stessa dei cool roof. Solo la metà dello spettro solare è visibile all’occhio umano. Una piccola percentuale si trova nelle dannose lunghezze d’onda ultraviolette (UV), ma circa la metà dell’energia solare si trova nella gamma IR invisibile. I pigmenti riflettenti gli infrarossi di Shepherd Color risultano essere eccellenti nell’assorbire selettivamente le lunghezze d’onda visibili per il colore, riflettendo e respingendo le lunghezze d’onda IR invisibili. Ciò consente ai colori più scuri di comportarsi termicamente come i colori grigio medio.
Il bianco sarà sempre il colore più riflettente e più bello.
Tuttavia, il colore bianco intenso può causare problemi di ergonomia ed estetica. Le strade e i marciapiedi sono un’area in cui una superficie bianca ridurrebbe l’assorbimento di calore, ma il colore bianco abbagliante potrebbe distrarre i conducenti. Un colore grigio realizzato con pigmento bianco e nero standard è un miglioramento rispetto all’asfalto nero e assorbente che costituisce gran parte delle superfici urbane.
L’uso di un pigmento bianco con un nero IR crea un colore grigio che ottimizza il potenziale di raffreddamento, consentendo colori di tonalità media che non producono superfici abbaglianti.
L’ESPERIMENTO SULLA PAVIMENTAZIONE UTILIZZANDO PIGMENTI RIFLETTENTI GLI INFRAROSSI ARCTIC
Per esplorare il potenziale dell’utilizzo dei pigmenti neri IR per realizzare colori grigi cool, l’azienda ha condotto un esperimento sulle superfici dei parcheggi di uno stabilimento su scala globale per la produzione dei pigmenti prodotti, appena a nord di Cincinnati, Ohio (USA). Su una superficie di asfalto ben usurata, che è già più leggera e più fresca di un nuovo asfalto nero, il team di Shepherd Color ha verniciato circa un metro quadrato con un colore grigio medio realizzato con il Black 30C940 dell’azienda e pigmento bianco standard (Fig. 1).
Questo pigmento, unico nel suo genere, funziona con la tecnologia riflettente degli infrarossi dei pigmenti Arctic e aggiunge la tecnologia Dynamix® facilmente disperdibile dell’azienda. Per realizzare la pittura grigia che si mostra in foto, l’azienda ha acquistato una vernice trasparente disponibile in commercio e quindi ha utilizzato una lama di miscelazione ad alto taglio per disperdere completamente il pigmento nero 30C940 insieme al pigmento bianco di biossido di titanio facilmente disperdibile disponibile in commercio. In pochi minuti il team di Shepherd ha ottenuto un colore grigio medio riflettente IR con una riflettanza solare totale (TSR) di circa 40.
Il team dell’azienda ha quindi aspettato una giornata estiva calda, soleggiata e senza nuvole, dove la temperatura superava i 32° C (90° F) con il 50% di umidità e venti calmi. Per misurare la temperatura è stato utilizzato un termometro senza contatto insieme a una fotocamera FLIR per le immagini.
Ciò ha fornito dati qualitativi e quantitativi sui vantaggi di una superficie grigia ottimizzata per IR. Come si può vedere nelle foto, la superficie grigia IR è più fredda della superficie non rivestita, anche se entrambe sono esposte allo stesso riscaldamento solare.
Questo esperimento su piccola scala mostra il potenziale della tecnologia. La ricerca Cool Pavement condotta dall’Heat Island Group presso il Berkeley Lab(1) esamina il potenziale di risparmio energetico, miglioramento della qualità dell’aria e persino il miglioramento della sicurezza dei conducenti e riduzione della necessità di illuminazione stradale grazie alle superfici con colori chiari. La città di Pheonix(2), che nel 2024 ha sofferto per oltre 100 giorni di temperature di 100° F, ha rivestito 100 miglia di strade con rivestimenti a tecnologia cool per monitorare interi quartieri e gli effetti, non solo sulle temperature superficiali, ma anche sulla temperatura dell’aria e sugli effetti sulle persone. Le superfici ottimizzate IR che hanno utilizzato i pigmenti riflettenti IR che includono la tecnologia Arctic di Shepherd Color possono aiutare ad affrontare l’isola di calore urbana e rendere le nostre città più vivibili e sostenibili.
