Inovațiile tehnologice care ar putea proteja orașele de căldura extremă
De la materiale supercool care trimit căldura în spațiu până la materiale care își schimbă forma și pot respinge selectiv căldura, oamenii de știință descoperă noi strategii pentru a reduce temperaturile urbane.
După ce anul trecut a fost declarat cel mai fierbinte din istorie, temperaturile continuă să urce, înregistrând aproape 50°C în zone precum Nevada, Egipt și Australia, în luna iunie, s-a consemnându-se cea de-a 13-a lună consecutivă cu temperaturi record la nivel global, iar patru zile consecutive din iulie au fost cele mai fierbinți din istoria măsurătorilor climatice ale planetei.
Aceste temperaturi aduc consecințe negative, de la crizele de apă, deteriorarea recoltelor, suprasolicitarea rețelelor electrice până la stresul termic. În fiecare an, aproximativ 500.000 de persoane își pierd viața din cauza acestor condiții extreme. În fața acestor provocări, oamenii de știință lucrează la dezvoltarea unor soluții inovatoare pentru a răcori orașele și a reduce consumul de energie electrică în această lume tot mai caldă.
Aer condiționat mai eficient și materiale supercool
Majoritatea aparatelor de aer condiționat și frigidere funcționează prin comprimarea unui fluid pentru a transfera căldura din interior spre exterior. Însă acest proces consumă cantități enorme de energie și eliberează gaze cu efect de seră. Conform Agenției Internaționale pentru Energie, aparatele de aer condiționat și ventilatoarele electrice consumă aproximativ 20% din energia electrică folosită în clădiri la nivel global, iar cererea pentru aceste tehnologii ar putea crește de trei ori până în 2050.
Un grup de cercetători, condus de Emmanuel Defay de la Institutul de Știință și Tehnologie din Luxemburg, a dezvoltat o tehnologie bazată pe răcirea electrocalorică. Acest proces implică aplicarea unui câmp electric care modifică poziția atomilor într-un material ceramic izolator, generând căldură care este apoi eliminată. După îndepărtarea căldurii, câmpul electric este oprit, iar temperatura ceramicii scade, putând fi folosită pentru răcire.
Pe lângă aceasta, materialele supercool promit să reducă temperaturile fără a consuma energie. Aceste materiale reflectă eficient radiația solară și emit radiații termice, menținându-se astfel mai reci decât temperatura ambiantă. De exemplu, un studiu recent a demonstrat că un aerogel realizat din ADN de somon și gelatină poate reduce temperatura cu până la 16°C sub cea a aerului înconjurător.
Soluții urbane: pavimente și vopsele inovatoare
Orașele, care sunt extrem de vulnerabile la căldura extremă, beneficiază și ele de noi tehnologii. La Universitatea de Stat din Arizona, un echipaj a testat un „pavaj răcoros” în parcarea unui centru comercial, acoperind 6.000 de metri pătrați cu un strat reflexiv. În comparație cu asfaltul convențional, suprafața pavajului răcoros a fost cu 8°C mai rece, iar temperatura aerului deasupra acestuia a fost cu 0,8°C mai scăzută.
În plus, cercetătorii dezvoltă materiale pentru fațadele clădirilor care să răcească pereții vara și să-i încălzească iarna. O echipă de la Universitatea Columbia a creat o vopsea supercool care, aplicată pe pereții ondulați, poate menține temperatura suprafeței cu 2-3°C mai rece decât aerul înconjurător.
În timp ce aceste tehnologii sunt promițătoare, multe dintre ele se află încă în faza de laborator sau au fost implementate doar la scară mică. De exemplu, materialele supercool pot avea eficiență redusă în condiții de umiditate sau înnorare. Cu toate acestea, cercetătorii sunt încrezători că aceste inovații reprezintă viitorul, mai ales pe măsură ce tot mai multe orașe și țări încep să adopte măsuri pentru a combate efectele încălzirii globale.
Orașe precum Los Angeles și Riad au început deja să implementeze pavaje răcoroase și să modernizeze clădirile cu materiale cool și supercool. Aceste inițiative ar putea nu doar să reducă consumul de energie și apă, dar și să îmbunătățească sănătatea și confortul populației, pregătind comunitățile pentru o lume din ce în ce mai caldă.
