Un “pericolo silenzioso” è in agguato sotto le principali città del mondo e i nostri edifici non sono progettati per gestirlo: si tratta del calore sotterraneo, che deforma il terreno e mina le fondamenta di strutture e infrastrutture.
A rivelarlo è un nuovo studio della Northwestern University in cui, per la prima volta, un gruppo di ricercatori è riuscito a collegare il cambiamento climatico nel sottosuolo al movimento del terreno delle aree urbane e ai danni che questo spostamento provoca agli edifici.
La ricerca, guidata da Alessandro Rotta Loria e pubblicata su Communications Engineering, mostra come il calore prodotto all’interno di scantinati, tunnel, metropolitane e garage provochi delle deformazioni del suolo.
Si tratta di contrazioni ed espansioni che muovono il terreno e minano la stabilità delle fondamenta degli edifici, arrivando addirittura a provocare delle crepe che influiscono sulle loro prestazioni operative e sulla loro durabilità a lungo termine.
Lo studio sul riscaldamento del suolo
Per arrivare a questi risultati, Rotta Loria e il suo team hanno condotto un’indagine sul campo a Chicago, negli Stati Uniti. Hanno installato oltre 150 sensori di temperatura in tutto il Chicago Loop, sia sopra che sottoterra, all’interno di scantinati, tunnel della metropolitana, parcheggi sotterranei e nelle strade sotterranee come Lower Wacker Drive.
Per poter fare un confronto hanno simultaneamente posizionato dei sensori nel sottosuolo del Grant Park, l’area verde collocata vicino al Lago Michigan.
Il rilevamento ha mostrato un incremento di ben 10 gradi nella temperatura del terreno vicino al Loop rispetto a quella del vicino parco. Cifra che sale addirittura di 25 gradi considerando la temperatura dell’aria nei tunnel sotterranei.
Alla fine, dopo aver raccolto dati sulla temperatura per tre anni, hanno costruito un modello computerizzato in 3D per simulare l’evoluzione della temperatura del suolo dal 1951, anno in cui Chicago ha completato i tunnel della metropolitana, a oggi.
Rivelato che i valori del modello e quelli misurati sul campo erano coerenti, gli scienziati hanno poi simulato l’evoluzione delle temperature fino al 2051.
Dalle simulazioni sono emersi due dati importanti. Il primo è che il surriscaldamento può far sì che il terreno si gonfi fino a 12 millimetri oppure che si contragga e sprofondi fino a 8 mm sotto il peso di un edificio. Misure che possono sembrare impercettibili per l’uomo, ma è più di quanto molti materiali edili sono in grado di gestire senza essere compromessi.
“Non è che un edificio crolli all’improvviso”, ha spiegato Alessandro Rotta Loria. “Le cose stanno affondando molto lentamente. Le conseguenze per la funzionalità di strutture e infrastrutture possono essere molto negative, ma ci vuole molto tempo per vederle”.
“È molto probabile che il cambiamento climatico sotterraneo abbia già causato crepe e cedimenti eccessivi delle fondamenta che non abbiamo associato a questo fenomeno perché non ne eravamo a conoscenza”, ha aggiunto.
Mitigare il cambiamento climatico del sottosuolo
Secondo la ricerca nell’affrontare il riscaldamento climatico del suolo se la caveranno meglio gli edifici nuovi. Una buona notizia per gli Stati Uniti, ma non per le città europee.
“Gli edifici qui sono molto vecchi e saranno più suscettibili, specialmente quelli in pietra e mattoni realizzati con pratiche progettuali e costruttive antiquate”, ha continuato il ricercatore e docente.
Sebbene l’aumento delle temperature rappresenti una minaccia per le nostre infrastrutture, i ricercatori lo considerano anche una potenziale opportunità.
Per mitigare gli effetti del riscaldamento climatico del sottosuolo, gli urbanisti potrebbero catturare il calore di scarto emesso sottoterra e riutilizzarlo come risorsa di energia termica per riscaldare, ad esempio, gli edifici. Altro modo è isolare termicamente le strutture sotterranee così da ridurre al minimo la quantità di calore che entra nel terreno.
