Πώς το νερό της βροχής στις σκεπές μπορεί να γίνει «όπλο» κατά των καυσώνων

Η συλλογή του νερού της βροχής από τις στέγες και η αξιοποίησή του για την ψύξη των κτιρίων μπορεί να ακούγεται ως μια σχετικά απλή ιδέα, ωστόσο θα μπορούσε να αποδειχθεί ιδιαίτερα αποτελεσματική στη μείωση τόσο των ημερών καύσωνα στις πόλεις όσο και της ανάγκης για χρήση κλιματιστικών.

Αυτό δείχνει νέα επιστημονική έρευνα, η οποία εξετάζει πώς οι στέγες των κτιρίων μπορούν να μετατραπούν σε ένα ακόμη εργαλείο προσαρμογής των πόλεων στις ολοένα υψηλότερες θερμοκρασίες, που γίνονται ιδιαίτερα αισθητές και το φετινό καλοκαίρι.

Όπως αναφέρει το Euronews, ερευνητές από το Πανεπιστήμιο του Μάντσεστερ μελέτησαν ένα σύστημα που συλλέγει το βρόχινο νερό από τις στέγες, το αποθηκεύει σε δεξαμενές και στη συνέχεια το ψεκάζει αυτόματα πάνω στα κτίρια όταν η θερμοκρασία ανεβαίνει σημαντικά.

Η λογική του συστήματος είναι απλή: το νερό που εξατμίζεται από την επιφάνεια της στέγης απορροφά θερμότητα, με αποτέλεσμα η οροφή να παραμένει ψυχρότερη και να μεταφέρεται λιγότερη θερμότητα στο εσωτερικό του κτιρίου. Με αυτόν τον τρόπο μειώνεται η ανάγκη για κλιματισμό και, κατ’ επέκταση, η κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας.

Η μελέτη δημοσιεύθηκε στο επιστημονικό περιοδικό Earth’s Future και χρησιμοποίησε το Τόκιο ως βασική περίπτωση μελέτης.

Λιγότερα κλιματιστικά, λιγότερη θερμότητα στις πόλεις

Η σημασία μιας τέτοιας λύσης δεν περιορίζεται μόνο στο ενεργειακό κόστος των κτιρίων. Ειδικότερα, τα κλιματιστικά, καθώς απομακρύνουν τη θερμότητα από τους εσωτερικούς χώρους, την αποβάλλουν στο εξωτερικό περιβάλλον, ενισχύοντας το λεγόμενο φαινόμενο της αστικής θερμικής νησίδας. Σε πυκνοδομημένες περιοχές, όπου κυριαρχούν το τσιμέντο, η άσφαλτος και οι ψηλές κατασκευές, η θερμότητα εγκλωβίζεται και οι θερμοκρασίες μπορούν να παραμένουν αισθητά υψηλότερες σε σχέση με τις γύρω αγροτικές περιοχές.

Επομένως, η μικρότερη χρήση κλιματιστικών έχει διπλό αποτέλεσμα. Από τη μια περιορίζει την κατανάλωση ηλεκτρικής ενέργειας και από την άλλη μειώνει πρόσθετη θερμότητα που απελευθερώνεται στους δρόμους. Την ίδια στιγμή, οι ερευνητές εκτιμούν ότι ο συνδυασμός αυτών των δύο παραγόντων θα μπορούσε να συμβάλει στη μείωση των ημερών καύσωνα και να περιορίσει την ένταση των ακραίων θερμικών επεισοδίων στις μεγαλουπόλεις.

«Η συλλογή βρόχινου νερού από τις στέγες και η στρατηγική χρήση του για ψύξη θα μπορούσε να αποτελέσει έναν πρακτικό τρόπο μείωσης τόσο της ενεργειακής ζήτησης όσο και των θερμοκρασιών στις πόλεις», εξηγεί ο επικεφαλής της έρευνας, δρ Zhonghua Zheng του Πανεπιστημίου του Μάντσεστερ.

Μάλιστα, σύμφωνα με τον ίδιο, τα οφέλη του συστήματος γίνονται ακόμη μεγαλύτερα κατά τις ιδιαίτερα θερμές χρονιές, γεγονός που αποκτά ιδιαίτερη σημασία καθώς οι περίοδοι ακραίας ζέστης γίνονται συχνότερες.

Το κλειδί δεν είναι το μέγεθος της δεξαμενής

Ένα από τα πιο ενδιαφέροντα σημεία της μελέτης αφορά τον τρόπο λειτουργίας του συστήματος. Ειδικότερα, οι ερευνητές διαπίστωσαν ότι η χρονική στιγμή κατά την οποία ενεργοποιείται ο ψεκασμός της στέγης είναι σημαντικότερη από το μέγεθος της δεξαμενής ή ακόμη και από την ποσότητα του νερού που χρησιμοποιείται.

Για παράδειγμα, ένα σύστημα που ενεργοποιείται αυτόματα όταν η θερμοκρασία της οροφής ξεπερνά ένα συγκεκριμένο επίπεδο μπορεί να είναι πιο αποτελεσματικό από μία μεγάλη δεξαμενή που χρησιμοποιεί περισσότερο νερό χωρίς να λαμβάνει υπόψη τις πραγματικές συνθήκες.

Παράλληλα, τα αποτελέσματα έδειξαν ότι οι πολύ μεγάλες δεξαμενές προσέφεραν μόνο περιορισμένα πρόσθετα οφέλη ως προς τη μείωση της κατανάλωσης ενέργειας και της ακραίας ζέστης, ενώ και η χρήση μεγαλύτερης ποσότητας νερού δεν οδηγούσε απαραίτητα σε μεγαλύτερη ψύξη, αφού μέρος του νερού μπορούσε απλώς να παραμένει στην επιφάνεια της στέγης αντί να εξατμίζεται.

Η διαπίστωση αυτή έχει ιδιαίτερη σημασία για το κόστος εφαρμογής τέτοιων συστημάτων, καθώς δείχνει ότι δεν απαιτούνται απαραίτητα τεράστιες υποδομές αποθήκευσης.

Και προστασία από έντονες βροχοπτώσεις

Η συλλογή νερού στις στέγες θα μπορούσε να προσφέρει και ένα δεύτερο όφελος, πέρα από την αντιμετώπιση της ζέστης. Όπως υπογραμμίζει ο ερευνητής Junjie Yu, οι δεξαμενές μπορούν να συγκρατούν μέρος του νερού κατά τη διάρκεια έντονων βροχοπτώσεων, μειώνοντας την ποσότητα που καταλήγει άμεσα στους δρόμους και στα αποχετευτικά δίκτυα.

Έτσι, ένα ίδιο σύστημα θα μπορούσε να λειτουργεί ταυτόχρονα τόσο απέναντι στους καύσωνες όσο και απέναντι στις έντονες βροχές και τις αστικές πλημμύρες.

Οι επιστήμονες περιγράφουν την προσέγγιση ως μία «φυσική λύση σε φυσικές προκλήσεις», καθώς το ίδιο το βρόχινο νερό αξιοποιείται ως μέσο αντιμετώπισης δύο διαφορετικών συνεπειών των ακραίων καιρικών φαινομένων.

Η ενεργειακή «παγίδα» των κλιματιστικών

Το ζήτημα γίνεται ακόμη πιο κρίσιμο εξαιτίας της ταχύτατης αύξησης της χρήσης κλιματιστικών παγκοσμίως. Σύμφωνα με στοιχεία του Διεθνούς Οργανισμού Ενέργειας που επικαλείται το Euronews, η ψύξη χώρων -κυρίως μέσω κλιματιστικών, αλλά και ανεμιστήρων- κατανάλωσε περίπου 2.100 τεραβατώρες ηλεκτρικής ενέργειας το 2022, ποσότητα που αντιστοιχούσε περίπου στο 7% της παγκόσμιας κατανάλωσης ηλεκτρικής ενέργειας.

Οι εκτιμήσεις δείχνουν μάλιστα ότι ο αριθμός των κλιματιστικών παγκοσμίως θα μπορούσε να τριπλασιαστεί τις επόμενες τρεις δεκαετίες, φθάνοντας τα 5,5 δισ. συσκευές. Φυσικά μιατέτοια εξέλιξη θα δημιουργούσε σημαντικές πιέσεις στα ηλεκτρικά δίκτυα, ειδικά κατά τις ημέρες καύσωνα, όταν εκατομμύρια συσκευές λειτουργούν ταυτόχρονα και η ζήτηση ηλεκτρικής ενέργειας κορυφώνεται.

Παράλληλα, παραμένει το περιβαλλοντικό ζήτημα των ψυκτικών ουσιών που χρησιμοποιούν αρκετά συστήματα κλιματισμού. Η Ευρωπαϊκή Ένωση και το Ηνωμένο Βασίλειο έχουν ήδη ξεκινήσει τη σταδιακή κατάργηση των φθοριούχων αερίων, στρεφόμενες σε ψυκτικά μέσα με χαμηλότερο περιβαλλοντικό αποτύπωμα.

Οι «δροσερές στέγες» αλλάζουν την πόλη

Η νέα έρευνα έρχεται να προστεθεί σε μία σειρά μελετών που δείχνουν ότι οι στέγες των κτιρίων μπορεί να αποτελούν κρίσιμο πεδίο παρέμβασης απέναντι στις αυξανόμενες θερμοκρασίες.

Αντίστοιχη μελέτη του University College London και του Πανεπιστημίου του Exeter το 2024 είχε εξετάσει, για παράδειγμα, την επίδραση που θα είχε η εκτεταμένη χρήση λευκών ή ανακλαστικών στεγών στο Λονδίνο.

Οι επιστήμονες είχαν διαπιστώσει ότι η γενικευμένη εφαρμογή των λεγόμενων «cool roofs» θα μπορούσε να μειώσει τη μέση θερμοκρασία της βρετανικής πρωτεύουσας κατά περίπου 0,8 βαθμούς Κελσίου.

Η συλλογή και επαναχρησιμοποίηση του βρόχινου νερού προσθέτει τώρα μια ακόμη πιθανή λύση στο «οπλοστάσιο» των πόλεων. Και σε μια εποχή όπου οι καύσωνες αυξάνουν την κατανάλωση ρεύματος και δοκιμάζουν τις αντοχές των ηλεκτρικών δικτύων, ακόμη και μία φαινομενικά απλή παρέμβαση στην ταράτσα ενός κτιρίου μπορεί να αποκτήσει μεγαλύτερη σημασία.