La lunga ondata di calore dell’estate 2023 conferma luglio come il mese più caldo dell’anno. Non una novità, quindi. Se non per il fatto che dal 16 luglio, per oltre una settimana, quasi dieci giorni, le temperature dell’aria sono state al di sopra della media del periodo. Lasciando da un lato il dibattito sul cambiamento climatico, sul quale qualunque realtà sembra poter essere superata dall’opinione, resta un dato incontrovertibile: il perdurare delle alte temperature e, di conseguenza, il verificarsi di eventi climatici estremi. Un periodo di dieci giorni non è una anomalia ma una tendenza alla quale occorre abituarsi.

Ma che cosa dobbiamo intendere per “ondate e isole di calore”? L’“ondata di calore” è un fenomeno transitorio durante il quale, per ragioni meteoclimatiche, la temperatura dell’aria è superiore di 2°C o 4°C rispetto alla temperatura media per lo stesso periodo. L’evento è transitorio e, anche quando di lunga durata, come quest’anno, ha un inizio e una fine. Inoltre, dato non trascurabile, sono fenomeni prevedibili, per i quali è possibile svolgere attività di prevenzione e allerta della popolazione, in particolare per i soggetti più fragili (bambini, anziani, persone con cardiopatie, diabete, malattie del metabolismo).

La relazione tra clima e impatto sulla salute delle persone si verifica quando l’ondata di calore investe le città e le aree urbane, che costituiscono un’“isola di calore”, definita come la condizione nella quale una parte del territorio (città) ha una temperatura costantemente più alta di +0,5°C +1°C rispetto al resto del territorio (area rurale). L’isola di calore è una condizione strutturale delle città, dovuta alle sue caratteristiche: densità degli edifici, pavimentazione (come l’asfalto), estensione dell’area urbanizzata rispetto all’area rurale.

L’isola di calore è una condizione strutturale delle città, dovuta alle sue caratteristiche: densità degli edifici, pavimentazione (come l’asfalto), estensione dell’area urbanizzata

Un recente articolo pubblicato su “Nature” confronta il numero di decessi in Europa attribuibili alle ondate di calore nell’estate del 2003 (circa 70.000) – la prima estate calda del XXI secolo – con quelli del 2022 (62.862). Gli autori sottolineano che, mentre l’estate del 2003 costituiva una anomalia rispetto al periodo precedente, l’estate del 2022 si inserisce all’interno di una tendenza che vede il fenomeno intensificarsi.

Consideriamo che il clima urbano (urban climate) si differenzia dal clima delle aree rurali e costituisce una branchia della climatologia che studia gli effetti delle interazioni dell’atmosfera alla scala, appunto, della città. La climatologia urbana (urban climatology) nasce nei primi anni del XIX secolo (cfr. L. Howard, The Climate of London, 1833) ma è nella seconda metà del XX secolo che vengono definiti i modelli fisici che descrivono i fenomeni climatici in ambito urbano. I rapporti IPCC riportano uno specifico capitolo relativo all’impatto del cambiamento climatico nelle aree urbane e, da almeno tre decenni, esiste una nutrita letteratura e riviste scientifiche, modelli e software di calcolo, casi studio e applicazioni su casi reali.

Prima di affrontare quelle che possono essere le soluzioni e le strategie per mitigare il fenomeno delle isole di calore e migliorare le condizioni di comfort in ambito urbano, può essere utile riepilogare per sommi capi i fenomeni che influiscono sul clima urbano.

Nei modelli climatologici e meteoclimatici, alla grande scala, le città sono equiparabili a una superficie rugosa; per comprendere i fenomeni occorre scende alla micro-scala del clima urbano. Il modello fisico del clima urbano suddivide la città in più urban canopy layer: i) la forma e densità degli edifici, ii) le superfici pavimentate impermeabili, iii) la presenza di vegetazione e iv) l’atmosfera e i fenomeni legati al vento.

La densità degli edifici determina lo sky view factor (fattore di vista del cielo, da 1, “tutto coperto”, a 0 “tutto aperto”): maggiore è la densità degli edifici, minore è la porzione di cielo “colpito” direttamente dalla radiazione solare. Città compatte, ad esempio i centri storici di impianto medioevale, consentono di avere strade ombreggiate, cosa che non accade, ad esempio, nelle periferie del secondo dopoguerra.

La radiazione solare che “colpisce” la città viene riflessa dagli edifici (copertura) e, soprattutto, dalle superfici, in particolare da quelle pavimentate e impermeabili

La radiazione solare che “colpisce” la città viene riflessa dagli edifici (copertura) e, soprattutto, dalle superfici, in particolare da quelle pavimentate e impermeabili, ad esempio le superfici asfaltate di strade, parcheggi e marciapiedi. L’asfalto è un materiale con un basso valore di riflettanza (capacità di riflettere la radiazione solare, chiamato anche albedo valore 1 per superfici nere e 0 per superfici bianche perfettamente riflettenti) e il calore che irradia l’asfalto durante la mattina viene re-irradiato nell’atmosfera durante il pomeriggio o nella notte, aumentando la temperatura dell’aria. La maggior parte degli scambi termici all’esterno sono dovuti all’irraggiamento, e sono causati dalla differenza di temperatura tra il nostro corpo, le superfici pavimentate e la volta celeste. Le superfici con un basso valore di riflettanza scambiano maggiore energia per irraggiamento: in altri termini, l’asfalto emette energia come un radiatore.

Altri materiali con superfici chiare – ad esempio pavimentazione in laterizio, porfido, sanpietrini ecc. – hanno un valore di riflettanza maggiore e una temperatura superficiale inferiore. Nelle superfici a prato o terreno il valore di riflettanza è maggiore e questo si aggiunge la evo-traspirazione della vegetazione. La presenza di vegetazione consente di ridurre la temperatura grazie alla evo-traspirazione, ossia l’evaporazione del vapor d’acqua di prati, arbusti, alberi ecc., che comporta la riduzione della temperatura dell’aria. Lo stesso fenomeno si ha in presenza di specchi d’acqua, fontane, laghi o fiumi. Inoltre, le alberature consentono di creare zone d’ombra più fresche.

Le strategie per ridurre l’isola di calore e migliorare il comfort urbano (outdoor thermal comfort) devono agire sui fenomeni di cui sopra, in particolare mediante la de-sigillazione delle superfici impermeabili, l'aumento della presenza di vegetazione nelle aree urbane e le Nature-Based Solutions (Nbs). La de-sigillazione consiste nella rimozione delle superfici mineralizzate (come asfalto e cemento) e nella sostituzione con pavimentazione drenante, cool materials o vernici termoriflettenti (con alta riflettanza), laterizi, materiali lapidei, pavimentazione in legno, terra battuta, piastrelle e ceramica, calcestruzzo, asfalto colorato.

La presenza di vegetazione nelle aree urbane riguarda le aree verdi quali i parchi urbani cittadini, che costituiscono una oasi di fresco per i cittadini, le corti, pubbliche o private, i filari di alberi lungo le strade o la presenza di alberature nelle piazze, soluzione caratteristica delle piazze mediterranee, giardini, pubblici o privati, aiuole e tutti gli elementi, fino al verde sugli edifici: le coperture o il verde verticale. Le soluzioni tecniche, i materiali delle pavimentazioni, gli elementi vegetali, le specie arboricole, sono strumenti a disposizione di architetti, progettisti, urbanisti e amministrazioni.

Le Nature Based Solutions, adottate anche dall’Unione europea, rappresentano l’evoluzione di concetti e strategie già presenti nelle strategie urbane, quali la forestazione urbana (urban foresty), le infrastrutture blu (acqua) e verdi (green and blue infrastructure) e i servizi ecosistemici (ecosystem services). In pratica, si tratta di un catalogo di soluzioni che consente di inserire la natura all’interno della città alle diverse scale: dall’edificio allo spazio pubblico urbano, ai trasporti alle aree naturali in prossimità dei centri urbani. Rientrano in queste soluzioni alla scala dell’edificio i tetti verdi e le facciate verdi (o verde verticale), le facciate climatiche, le vertical farming (fattorie verticali), i living wall, i nano garden (piccoli giardini da interno o da terrazzo), le fattorie sul tetto (urban rooftop farming, come nello Zuidpark ad Amsterdam). Alla scala urbana appartengono invece gli spazi pubblici i parchi urbani, i rain-garden (giardini della pioggia), gli orti urbani, le infrastrutture verdi, i parcheggi verdi con alberature e pavimentazione permeabile con prato, la messa a dimora di alberi da frutto in città, nei cortili o lungo le strade e i viali.

Oltre alle soluzioni tecnologiche vorrei portare all’attenzione del lettore i rischi sociali e per la salute determinati dalla povertà energetica (il rapporto Oipe 2023 riporta che l’8,5% delle famiglie è in tale condizione), e nello specifico la cooling poverty, ossia la difficoltà, per parte della popolazione, non solo di pagare le bollette energetiche ma anche di installare un condizionatore d’aria. Le persone vivono in stanze all’interno delle quali, per tutta la durata dell’ondata di calore, la temperatura dell’aria non scende mai al di sotto dei 28°C, con ricadute negative sul sistema cardiocircolatorio. In ambito urbano alcune città, Barcellona (anche nelle scuole), Parigi e anche Torino, hanno adottato la strategia dei “rifugi climatici” o “isole di fresco” che consiste nella mappatura dei luoghi “freschi” della città: parchi urbani, cortili, negozi nei quali trovare riparo alle ondate di calore.

Le ondate di calore si possono prevedere e occorre adottare strategie e soluzioni tecniche per mitigare il loro impatto in città

Le strategie per affrontare il problema delle ondate di calore nelle aree urbane dovrebbero tenere conto che il problema non è risolvibile: le ondate di calore si possono prevedere e occorre adottare strategie e soluzioni tecniche per mitigare il loro impatto in città. L’adattamento consiste in questo: non pensare che esista una singola tecnologia, un pulsante, un bottone, una formula magica che, da sola, sia in grado di risolvere il problema. Il percorso deve trovare tecnici e amministratori informati e formati (ad esempio Sbam! Scuola di progettazione Bioclimatica per l’Adattamento e la Mitigazione,  rivolta ai tecnici delle amministrazioni), mentre l’amministrazione nelle sue scelte politiche deve cogliere ogni occasione utile per applicare soluzioni già esistenti nell’attività di ordinaria o straordinaria manutenzione della città e nei progetti speciali. Ad esempio, se l’amministrazione prevede il rifacimento di una rotatoria, di una strada, di una piazza deve prevedere la valutazione del microclima e delle Nature-Based Solutions.

Le soluzioni tecniche e le esperienze sopra descritte possono attenuare o mitigare i possibili danni di una condizione climatica alla quale dobbiamo adattarci. L’architettura e la città, da almeno ottomila anni, consentono alla specie umana di adattarsi al contesto ambientale e climatico.