Valutazione termica, economica e ambientale dello spessore ottimale dell'isolamento in aerogel rispetto ai materiali convenzionali nei climi siriani

Perché l'isolamento delle pareti è importante nella vita quotidiana

Mantenere gli edifici caldi in inverno e freschi in estate consuma una grande quota dell'energia mondiale, e in Siria questo è particolarmente rilevante mentre le città vengono ricostruite in climi molto diversi, dai deserti caldi alle coste miti. Questo studio pone una domanda semplice ma potente: quanto dovrebbe essere spesso l'isolamento delle pareti e quale materiale ha più senso, quando non si guarda soltanto alla bolletta del riscaldamento ma anche a quanto spazio calpestabile si può affittare e a quanta inquinamento viene rilasciato nell'aria?

Modi nuovi e tradizionali per bloccare il calore

I ricercatori hanno confrontato un nuovo materiale a livello nanometrico chiamato aerogel con tre isolanti murali noti: lana di vetro, polistirolo espanso estruso e schiuma di poliuretano. Hanno studiato un edificio commerciale tipico e utilizzato registri meteorologici a lungo termine per cinque città siriane che coprono quattro zone climatiche, insieme a tre fonti energetiche comuni: diesel e gas in bombola per il riscaldamento, ed elettricità per il raffrescamento. Applicando un metodo standard dei “gradi giorno”, hanno collegato le temperature esterne alla quantità di riscaldamento o raffrescamento richiesta in un anno, poi hanno combinato questo con i prezzi dei combustibili, i costi degli isolanti e un modello di costo del ciclo di vita su dieci anni per individuare lo spessore dell'isolamento che fornisce il costo complessivo più basso.

Trovare il punto ottimale dello spessore

La perdita di calore attraverso una parete diminuisce rapidamente con l'aumentare dello spessore dell'isolamento, ma il costo del materiale aggiuntivo cresce in modo costante. Il team ha dimostrato che il costo totale assume una forma a U poco pronunciata: inizialmente scende con la riduzione dei consumi energetici, poi risale una volta che l'aumento di spessore non ripaga più. Per i materiali convenzionali, lo spessore migliore è tipicamente risultato tra 6 e 15 centimetri, con la lana di vetro che di solito richiede lo spessore maggiore. L'aerogel, al contrario, raggiungeva il suo ottimo con soli 1-11 millimetri, grazie alla sua capacità di bloccare il calore con pochissimo materiale. Se non si considera il valore dello spazio interno, la lana di vetro offriva il costo del ciclo di vita più basso e il ritorno dell'investimento più rapido, mentre l'aerogel appariva costoso a causa del suo prezzo elevato per metro cubo nonostante fosse impiegato in strati sottili.

Quando le pareti sottili si ripagano

Il quadro è cambiato quando è stato aggiunto il valore dello spazio calpestabile. Poiché l'aerogel è così sottile, libera area interna utilizzabile rispetto alla ingombrante lana di vetro o alle schiume. Nelle città ad alto affitto come Damasco e Aleppo, quello spazio aggiuntivo può essere affittato, trasformando i centimetri risparmiati nella parete in reddito reale. Quando gli autori hanno considerato questo valore di locazione, l'aerogel è spesso diventato la scelta economica migliore, con elevati risparmi netti e brevi tempi di rientro. A Latakia, dove un sistema a diesel più aerogel ha dato uno spessore ottimale estremamente basso di circa un millimetro, il periodo di rientro si è ridotto a poco più di un anno perché il piccolo costo iniziale veniva rapidamente compensato dal valore dell'area recuperata. Nelle città con affitti più bassi, però, lo spazio aggiuntivo valeva di meno, quindi materiali convenzionali più economici come il polistirolo o il poliuretano restavano l'opzione più vantaggiosa.

Bilanciare denaro e inquinamento

Lo studio ha esaminato anche l'inquinamento derivante dalla combustione di diesel e gas in bombola per gestire i sistemi di riscaldamento, concentrandosi su anidride carbonica e biossido di zolfo. L'isolamento più spesso ha sempre ridotto le emissioni abbassando il consumo di combustibile, ma poiché lo spessore ottimale dell'aerogel era così ridotto, non riduceva il consumo di carburante tanto quanto la spessa lana di vetro nella maggior parte dei casi. Di conseguenza, la lana di vetro ha fornito i maggiori tagli alle emissioni, mentre l'aerogel ha ottenuto riduzioni più modeste. Anche il clima ha giocato un ruolo importante: la più fredda Damasco ha mostrato il consumo di combustibile e le emissioni più elevati anche dopo l'isolamento, mentre la più mite Latakia ha registrato i valori più bassi. Il gas in bombola ha prodotto meno emissioni di carbonio rispetto al diesel, specialmente nelle città più fredde.

Che cosa significa per gli edifici futuri

Per chi pianifica o ricostruisce edifici, il messaggio dello studio è che non esiste un unico isolante “migliore” per tutta la Siria. Gli strati ultra sottili dell'aerogel hanno più senso dove ogni metro quadrato di superficie è prezioso e il consumo di combustibile è elevato, mentre materiali convenzionali come lana di vetro, polistirolo e poliuretano possono essere scelte più intelligenti dove il terreno è più economico o i climi sono più miti. Gli autori concludono che il progetto corretto della parete deve bilanciare costo iniziale, risparmi energetici a lungo termine, spazio disponibile, affitti locali e obiettivi ambientali, piuttosto che concentrarsi solo sulle prestazioni termiche.

Citazione: Dory, L., Alghoraibi, I., Altunji, N. et al. Thermal, economic, and environmental assessment of optimal aerogel insulation thickness compared with conventional materials in syrian climates. Sci Rep 16, 14889 (2026). https://doi.org/10.1038/s41598-026-45028-9

Parole chiave: isolamento degli edifici, aerogel, efficienza energetica, costo del ciclo di vita, climi siriani