Attraverso l'assorbimento e il rilascio di infrarossi, il nuovo smart roof del Berkeley Lab mantiene automaticamente al fresco e al caldo l'abitazione a seconda della temperatura dell'aria esterna.
Realizzato un nuovo materiale radiativo adattivo alla temperatura
(Rinnovabili.it) – Arriva dagli USA il nuovo tetto intelligente in grado di dare una potente mano al riscaldamento e raffrescamento degli edifici in maniera completamente passiva. A realizzarlo gli scienziati del Lawrence Berkeley National Laboratory, uno degli istituti di ricerca del Governo americano.
I ricercatori hanno creato un rivestimento esterno per le coperture che supera le prestazioni dei più tradizionali cool roof commerciali (tetti bianchi) in termini di risparmio energetico. Il sistema è in grado di rispondere alla temperatura esterna attivando o inibendo il cosiddetto “raffreddamento radiativo“.
“Il nostro rivestimento per tutte le stagioni passa automaticamente dal mantenerti al fresco e al caldo, a seconda della temperatura dell’aria esterna”, ha affermato il professor Junqiao Wu, a capo dello studio. “Si tratta di aria condizionata e riscaldamento senza energia e senza emissioni, tutto in un unico dispositivo”.
Nel dettaglio, Wu e colleghi hanno creato un materiale chiamato rivestimento radiativo adattivo alla temperatura o TARC. “Alcuni anni fa, mi chiedevo se esistesse un materiale in grado di passare automaticamente dal raffreddamento radiativo nella stagione calda a trattenere il calore nella stagione fredda”, ha spiega Wu. “E poi ho pensato, il biossido di vanadio può farlo.”
Il biossido di vanadio è un materiale a cambiamento di fase. Al di sotto dei 67 gradi Celsius è trasparente alla luce termica a infrarossi. Ma superata questa temperatura, passa allo stato metallico assorbendo gli infrarossi. Gli scienziati hanno quindi abbassato la soglia del cambiamento di fase a 25°C con l’aggiunta di un pizzico di tungsteno.
I test del tetto intelligente
Per i test il team ha progettato un rivestimento sottile composto da tre strati: uno inferiore riflettente in argento, uno intermedio trasparente composto da fluoruro di bario e uno superiore contenente blocchi ordinati di “isole” di biossido di vanadio.
Il TARC “sembra un nastro adesivo e può essere fissato su una superficie solida come un tetto”, ha aggiunto Wu. Secondo le prime misurazioni, il tetto intelligente riflette circa il 75% della luce solare tutto l’anno, ma la sua emittanza termica è elevata (circa il 90%) quando la temperatura ambiente supera i 25°C, favorendo la dissipazione di calore verso l’atmosfera. In condizioni climatiche più fredde, l’emittanza termica del TARC passa automaticamente a un livello basso (circa il 20%), contribuendo a trattenere il calore e a riscaldare l’interno.
I ricercatori hanno in programma di sviluppare prototipi su scala più ampia per testare ulteriormente le prestazioni del loro tetto intelligente. Wu ha affermato che il TARC potrebbe anche avere un potenziale come rivestimento termico protettivo per pie batterie, i satelliti e le auto o essere impiegato in tessuti termoregolatori per tende, coperture per serre e persino indumenti. Lo studio è stato pubblicato su Science.
