La vernice più bianca del mondo che raffredda gli edifici

Esiste una vernice talmente bianca da fare il contrario di ciò che fa una superficie scura al sole: invece di scaldarsi, si raffredda, scendendo sotto la temperatura dell'aria che la circonda. L'hanno messa a punto nel 2021 i ricercatori della Purdue University, nell'Indiana, e detiene un primato curioso: è la sostanza che riflette la maggior quantità di luce solare mai misurata, il 98,1%. È l'opposto speculare del Vantablack, il materiale che invece assorbe quasi tutta la luce, e potrebbe diventare un'arma a basso costo contro il caldo urbano.

Come può raffreddarsi da sola

Il segreto si chiama raffreddamento radiativo passivo. Una superficie comune, colpita dal sole, si scalda perché assorbe parte della radiazione. Questa vernice fa due cose insieme: da un lato riflette quasi tutta la luce visibile e infrarossa del Sole; dall'altro irradia il proprio calore sotto forma di infrarossi in una banda di lunghezze d'onda (tra circa 8 e 13 micrometri) per la quale l'atmosfera è trasparente. In pratica, quel calore non resta intrappolato vicino al suolo ma viene spedito direttamente verso il freddo dello spazio. Il bilancio è negativo: la superficie perde più calore di quanto ne riceva, e così si raffredda. Gli esperimenti all'aperto descritti dal gruppo guidato dall'ingegnere Xiulin Ruan hanno mostrato temperature inferiori di alcuni gradi rispetto all'aria circostante, anche in pieno sole.

Solfato di bario al posto del biossido di titanio

Le vernici bianche tradizionali usano come pigmento il biossido di titanio, efficace ma con un limite: assorbe una parte dei raggi ultravioletti, scaldandosi leggermente. Il team della Purdue ha scelto invece il solfato di bario, lo stesso composto impiegato in cosmetica e nelle carte fotografiche, e ha lavorato su due parametri: un'altissima concentrazione del pigmento (circa il 60% del volume) e una distribuzione di granuli di dimensioni diverse. Particelle di taglie differenti diffondono lunghezze d'onda differenti dello spettro solare, massimizzando la riflessione complessiva. Il risultato, pubblicato sulla rivista ACS Applied Materials & Interfaces, ha raggiunto quel 98,1% di riflettanza che è valso alla formula un posto nel Guinness dei primati come vernice più bianca al mondo.

Quanto si potrebbe risparmiare

Secondo i calcoli del gruppo di ricerca, diffusi dalla Purdue University, dipingere un tetto di circa 90 metri quadrati con questa vernice potrebbe fornire una potenza di raffreddamento dell'ordine di 10 kilowatt, più di molti condizionatori domestici, senza consumare elettricità né emettere calore di scarto. A differenza dell'aria condizionata, che sposta semplicemente il calore da dentro a fuori (contribuendo all'isola di calore urbana), il raffreddamento radiativo lo espelle davvero dal sistema Terra.

Tetti bianchi e città più fresche

L'idea di usare il colore chiaro per combattere il caldo non è nuova: nei paesi del Mediterraneo le case sono imbiancate a calce da secoli, e gli studi sui "tetti freddi" mostrano che superfici riflettenti possono abbassare in modo sensibile la temperatura interna degli edifici e ridurre il fabbisogno di condizionamento. Il problema è che una vernice bianca tradizionale riflette in media tra l'80 e il 90% della luce solare: una quota alta, ma non sufficiente a scendere sotto la temperatura dell'aria. È proprio quel margine residuo — quel 10-15% di radiazione assorbita — a fare la differenza tra una superficie che resta tiepida e una che si raffredda davvero.

Portando la riflettanza oltre il 98%, la vernice della Purdue supera questa soglia critica. Su scala urbana, l'effetto combinato di molte superfici di questo tipo potrebbe contrastare l'isola di calore che rende le città diversi gradi più calde delle campagne circostanti, con benefici sulla salute pubblica durante le ondate di calore e sui consumi elettrici nelle ore di punta estive. È un approccio che non sostituisce gli impianti di climatizzazione, ma ne alleggerisce il carico sfruttando un principio fisico gratuito.

I limiti e il futuro

Restano problemi pratici: lo strato deve essere relativamente spesso, la superficie può sporcarsi (e lo sporco riduce la riflettanza), e su scala enorme un uso massiccio andrebbe valutato con attenzione. I ricercatori hanno comunque continuato a perfezionare la ricetta, sviluppando versioni più sottili pensate anche per automobili, treni e aerei, dove ogni grammo conta. Resta inoltre da chiarire l'impatto della produzione su larga scala del solfato di bario e la durata del rivestimento esposto agli agenti atmosferici. I ricercatori hanno anche avvertito che applicare superfici così riflettenti in modo indiscriminato potrebbe, in teoria, modificare i bilanci locali di luce, e che ogni uso va calibrato sul contesto climatico. In un mondo che si scalda e in cui la domanda di condizionamento è destinata a crescere, una vernice capace di rinfrescare gli edifici sfruttando soltanto la fisica della radiazione è comunque molto più di una curiosità da record: è un piccolo, concreto contributo all'efficienza energetica e alla lotta contro il surriscaldamento delle città.