Può una vernice raffrescare tanto da evitare l’uso del condizionatore?

È stata messa a punto una nuova formulazione della vernice “bianca più bianca” che potrebbe contribuire al raffrescamento degli edifici senza ricorrere all’aria condizionata.

Con l’obiettivo di mettere un freno al riscaldamento globale, gli ingegneri della Purdue University hanno creato la vernice super bianca, grazie alla quale gli edifici potrebbero  fare a meno degli impianti di condizionamento.

Il team di ricercatori ,che già in ottobre aveva messo a punto una vernice ultra-bianca in grado di riflettere fino al 95,5% della luce solare riflessa, ha adesso raggiunto un ulteriore obiettivo. La nuova formulazione di vernice super bianca è stata migliorata tanto da riflettere il 98,1% della luce solare e, contemporaneamente, il calore a infrarossi da una superficie, mentre le vernici presenti sul mercato, progettate per respingere il calore riflettono, solo l’80-90% della luce solare e non possono rendere le superfici più fresche dell’ambiente circostante.

Xiulin Ruan, professore di ingegneria meccanica alla Purdue University, mostra il campione del suo laboratorio della vernice più bianca mai registrata (Purdue University/Jared Pike)

«Se si usasse questa vernice bianca per coprire un’area del tetto di circa 1.000 piedi quadrati (circa 92 metri quadrati), si otterrebbe una potenza di raffreddamento di 10 kW – ha dichiarato. È più potente dei condizionatori d’aria centrali utilizzati dalla maggior parte delle case» Xiulin Ruan, professore di ingegneria meccanica alla Purdue e responsabile del team di ricerca

Cosa ha reso la vernice bianca più bianca?

Per raggiungere questo “bianco più bianco”  – che i ricercatori paragonano al nero più nero, “Vantablack”, che assorbe fino al 99,9% della luce visibile-, il team di ricerca  ha «esaminato vari prodotti commerciali, praticamente tutto ciò che è bianco – ha detto Xiangyu Li, ricercatore post-dottorato presso il Massachusetts Institute of Technology, che ha lavorato a questo progetto come Ph.D. studente nel laboratorio di Ruan – e abbiamo scoperto che il solfato di bario, può rendere le cose davvero, davvero riflettenti, ovvero davvero, davvero bianche».

Nella vernice, le particelle di solfato di bario (BaSO4)hanno dimensioni diverse e, dato che quanta luce disperde ogni particella dipende proprio dalle sue dimensioni, una gamma più ampia di dimensioni delle particelle consente alla vernice di disperdere una parte maggiore dello spettro luminoso, ovvero più dimensioni diverse più luce riflessa.
«Un’alta concentrazione di particelle di dimensioni diverse – affermato Joseph Peoples, Ph.D. studente in ingegneria meccanica – conferisce alla vernice la più ampia dispersione spettrale, che contribuisce alla massima riflettanza».

Secondo i ricercatori, la vernice potrebbe essere resa ancora più bianca, ma se ne comprometterebbero le prestazioni, perché maggiore è la concentrazione di particelle (all’aumentare della loro concentrazione aumenta il candore) più aumenta il rischio di rottura o di distacco dal supporto.

Quanto raffredda la vernice super bianca?

Una telecamera a infrarossi mostra come un campione della vernice bianca più bianca (il quadrato viola scuro al centro) raffreddi effettivamente la scheda al di sotto della temperatura ambiente (Purdue University/Joseph Peoples)

Utilizzando delle termocoppie (apparecchiature di lettura della temperatura ad alta precisione), i ricercatori hanno dimostrato, in ambiente esterno, che la vernice, durante la notte, può mantenere le superfici di 19 gradi Fahrenheit, ovvero 7 gradi Celsius, più fresche rispetto all’ambiente.

E, sotto una forte luce solare (per esempio a mezzogiorno) può raffreddare le superfici delle aree circostanti di 8 gradi Fahrenheit (13 gradi Celsius).

 

Sei anni di ricerca

Questa vernice bianca è il risultato di sei anni di ricerca basata sui tentativi risalenti agli anni ’70 di sviluppo della vernice di raffreddamento radiativa come possibile alternativa ai condizionatori d’aria tradizionali.
Il laboratorio di Ruan ha preso in considerazione oltre 100 materiali diversi, li ha ristretti a 10 e ha testato circa 50 formulazioni diverse per ciascun materiale. La loro precedente vernice ultra-bianca era una formulazione a base di carbonato di calcio, un composto che si trova comunemente nelle rocce e nelle conchiglie.

«Nel complesso, la nostra vernice acrilica BaSO4 – dichiarano i ricercatori – mostra una cifra standard di merito di 0,77 che è tra le più alte soluzioni di raffreddamento radiativo, fornendo allo stesso tempo una grande affidabilità, la forma conveniente della vernice, la facilità d’uso e la compatibilità con il processo di fabbricazione della vernice commerciale».

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