Tecnologie innovative

Materiale in ceramica bianca consente di risparmiare il 20% di energia da raffrescamento

Il nuovo materiale messo a punto da un team di scienziati di Hong Kong è in grado di riflettere la luce solare fino al 99,6%, un livello record

martedì 14 novembre 2023 - Franco Metta

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Che determinate superfici e colori riflettessero i raggi e la luce solare era cosa abbastanza nota nel mondo scientifico e non solo. Basti pensare a quando ci si trova su una pista da sci innevata e al fastidio che si prova a guardare la neve senza indossare un paio di occhiali da sole.

Un gruppo di scienziati della City University di Hong Kong ha recentemente creato un nuovo materiale in ceramica bianca dalle eccellenti prestazioni ottiche e quindi particolarmente adatto al raffreddamento radiativo passivo. Per testare il materiale è stato realizzato un tetto che riflette calore e luce solare a livelli mai raggiunti prima d’ora. Gli scienziati, guidati dal professor Edwin Tso Chi-yan, hanno trovato ispirazione dallo scarabeo Cyphochilus: le scaglie dell’esoscheletro dell’animale appaiono bianche a causa di una sottile struttura fotonica disordinata che disperde la luce di tutte le lunghezze d’onda.

Così, ottimizzando la naturale porosità della ceramica, è stata ricreata una nanostruttura molto efficiente nel riflettere la luce solare, fino al 99,6%, ovvero un livello record. Inoltre questa ceramica bianca presenta anche un’elevata emissività nella gamma del medio infrarosso, pari al 96,5%, utile a massimizzare la dissipazione del calore radiativo.


Applicazioni in edilizia

L’eventuale commercializzazione del materiale troverebbe subito applicazione nel settore dell’edilizia, dove si è sempre alla ricerca di materiali e strumenti capaci di mantenere freschi gli ambienti riducendo il consumo di energia per il loro raffreddamento. L’applicazione di un tetto realizzato con questa nuova ceramica bianca può far diminuire del 20% il fabbisogno energetico per il raffrescamento degli ambienti.

Oltre alle eccezionali prestazioni ottiche, il materiale presenta resistenza agli agenti atmosferici, stabilità chimica e resistenza meccanica, ed è quindi ideale per applicazioni esterne a lungo termine. La ceramica raffreddante è realizzata in allumina, che fornisce la desiderata resistenza al degrado UV (punto debole di altri materiali e rivestimenti di raffreddamento passivo). E aumenta il tasso di evaporazione dell’acqua dalla superficie, ottenendo anche l’effetto di raffreddamento evaporativo. Infine è anche resistente al fuoco sopportando temperature superiori a 1.000 °C.

Il tetto in ceramica bianca più famoso del mondo

È certamente quello dell’Opera House che domina il porto di Sidney in Australia. L’edificio dispone infatti di un milione di piastrelle in ceramica bianca smaltata che rivestono il tetto prefabbricato in cemento armato, alto 65 metri. Progettata dell’architetto danese Jørn Utzon, l’Opera House ha compiuto da poco 50 anni. Il 28 settembre 1973 infatti avvenne la pre-inaugurazione con Voïna i mir (Guerra e pace) di Sergei Prokofiev. Il Teatro dell'Opera venne poi ufficialmente inaugurato dalla regina Elisabetta II 20 ottobre 1973. Dal 2007 è un bene protetto dall’Unesco, e quindi patrimonio dell’umanità. Infine il 24 settembre 2018 l’Opera House è stata premiata dall’Australian Government’s National Carbon Offset Standard (NCOS) per i risultati raggiunti nella riduzione delle emissioni di carbonio, con ben cinque anni di anticipo rispetto a quanto programmato.


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