Le isole di calore sono fenomeni sempre più diffusi e preoccupanti che esercitano un forte impatto sulle città di tutto il mondo. Dati recenti rivelano che il caldo estremo in città è triplicato negli ultimi tre decenni, con gravi conseguenze per la salute umana e per l’ambiente circostante.

Questo fenomeno è dovuto a una serie di fattori tra cui una maggiore concentrazione di attività antropiche nelle città che amplificano gli effetti della crisi climatica, rendendo i centri urbani particolarmente vulnerabili.

L’isola di calore urbano (Urban Heat Island – UHI) è il termine utilizzato per indicare il fenomeno che determina un microclima più caldo all’interno delle aree urbane rispetto alle campagne o alle aree rurali, causato dalla crescente riduzione del verde urbano a favore di suoli impermeabilizzati. L’ambiente urbanizzato ha la caratteristica di assorbire il calore e intrappolare l’irradiazione solare durante il giorno, per poi rilasciarlo gradualmente durante la notte.

Il primo a dimostrare l’effetto del fenomeno urban heat island fu lo studioso Luke Howard nel 1833, nel suo studio ‘The Climate of London’. Howard si occupò di misurare la pressione, la temperatura, l’umidità e le precipitazioni atmosferiche nella città di Londra. Lo studioso non solo identificò l’isola di calore urbana come la differenza di temperatura tra la città e le aree rurali, ma osservò anche che tale differenza aumentava dai confini della città verso il centro urbano. 

Il termine isola di calore compare in letteratura per la prima volta nel 1958, in un articolo di Gordon Manley nel Quarterly Journal of the Royal Meteorology Society, sebbene sia plausibile che sia stato coniato prima.

Gli studi identificano tre tipologie di isole di calore urbano, a seconda delle tecniche di misurazione:

L’accumulo di calore nei centri urbani è il risultato di diverse cause. Di seguito elenchiamo le quattro principali:

I materiali comunemente utilizzati nelle costruzioni urbane, come asfalto, cemento e malta, possiedono un’alta capacità di assorbire e trattenere il calore, contribuendo in modo significativo all’incremento delle temperature. La copertura del suolo con queste superfici impermeabili altera due parametri cruciali per la regolazione termica: l’albedo e la capacità termica.

L’albedo urbano si riferisce alla capacità delle superfici di riflettere la luce solare. Un albedo elevato implica un basso assorbimento di calore. Tuttavia, nelle aree urbane, dove l’indice di albedo è inferiore rispetto alle aree boscose, si formano isole di calore con temperature che possono aumentare fino a 5°C. Questo fenomeno è influenzato dai materiali utilizzati per strade, marciapiedi e piste ciclabili.

La capacità termica dei materiali urbani come asfalto e cemento è superiore rispetto a quella del suolo e della vegetazione. Questi materiali immagazzinano grandi quantità di calore durante il giorno, rilasciandolo lentamente durante la notte, il che contribuisce a mantenere elevate le temperature notturne.

La combinazione di bassa albedo e alta capacità termica provoca un aumento delle temperature sia diurne che notturne nelle aree urbane. Questo porta a un peggioramento del comfort, specialmente durante l’estate, e aumenta i rischi associati alle alte temperature.

Nelle città con alta densità di popolazione e un’estesa urbanizzazione, si osserva una riduzione della vegetazione a favore di ampie superfici impermeabili. Questa configurazione provoca un aumento delle temperature a causa del notevole assorbimento di calore, soprattutto durante i mesi estivi.

La presenza di vegetazione è essenziale per migliorare il comfort urbano. Non solo fornisce ombra, ma contribuisce anche a mantenere le superfici più fresche attraverso il processo di evapotraspirazione.

La geometria urbana si riferisce alla disposizione degli edifici e degli spazi verdi all’interno di un’area urbana. Questo concetto include anche la “rugosità urbana”, che descrive l’altezza e la disposizione degli edifici, i quali possono ostacolare la circolazione del vento. Nelle città con edifici alti e ravvicinati, il flusso d’aria è limitato, aumentando il disagio termico e la temperatura percepita.

Nella progettazione di nuovi sviluppi urbani, è fondamentale considerare questi aspetti per migliorare il microclima urbano. Integrare ampie aree verdi e spazi acquatici, come laghi o ruscelli, può favorire il raffrescamento naturale e migliorare la circolazione dell’aria, contribuendo a un ambiente urbano più confortevole.

Le attività umane, specialmente nelle metropoli, contribuiscono significativamente all’accentuazione delle isole di calore urbane. Queste includono il traffico (movimento di persone e merci con vari mezzi di trasporto come auto, camion, moto, autobus, ecc.), il riscaldamento degli impianti industriali, l’ampio utilizzo di sistemi di climatizzazione (che rilasciano aria calda nell’ambiente esterno per diverse ore al giorno) e le fonti di inquinamento che aumentano le emissioni di CO2 e altri gas serra, ritardando così la dispersione del calore nell’atmosfera.