Il Giornale dei Biologi - N. 6

AMBIENTE
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Il condizionatore funziona senza elettricità
Acqua, sale e sole per una tecnologia di raffrescamento passiva
Nella pubblicità, oltre al classico uomo sudato e in canottiera
bianca, ci hanno provato con le suocere moleste, il
capufficio arrabbiato, le belle donne, gli animali e le case
dal clima perfetto dopo aver istallato questo piuttosto che
quel condizionatore. Spesso, però, per soddisfare la “fame” di aria
piacevolmente fredda, dimentichiamo che quell’oggetto magico, capace
di conciliare il relax o il sonno notturno, impiega fluidi refrigeranti
con un alto impatto ambientale e richiede, inoltre, un elevato
fabbisogno di energia. Come si possono ridurre, allora, i consumi nel
raffrescamento degli edifici? Un gruppo di studiosi del Politecnico
di Torino (SMaLL) e dell’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica
(INRiM) ha studiato un dispositivo capace di abbassare la temperatura
senza l’utilizzo della corrente elettrica, pubblicando i risultati della
propria ricerca sulla rivista “Science Advances”.
Lo studio è stato condotto
dal Politecnico di Torino
e dall’Istituto Nazionale
di Ricerca Metrologica
Il fresco si diffonde nell’ambiente sfruttando
sempre l’evaporazione di un liquido, come
nei dispositivi tradizionali, ma sono semplicemente
acqua e sale, invece che composti chimici
nemici dell’Ambiente. Al posto di pompe
e compressori, che hanno bisogno di energia e
manutenzione, tutto gira attorno a fenomeni
passivi, processi spontanei come la capillarità o
l’evaporazione. «Far evaporare acqua per ottenere una sensazione di
freschezza è una soluzione nota da millenni, come il sudore che evapora
sulla pelle per raffrescarci o un fazzoletto imbevuto appoggiato
sulla fronte nelle giornate più calde. La nostra idea - spiega Matteo
Alberghini, dottorando del Dipartimento Energia del Politecnico e
primo autore della ricerca - permette d’ingegnerizzare questa tecnologia,
massimizzandone l’effetto e rendendola possibile in qualsiasi
condizione ambientale».
L’acqua pura bagna una membrana impermeabile che la separa
da una soluzione di acqua e sale ad alta concentrazione. Dobbiamo
immaginare quella membrana «come un setaccio con maglie grandi
un milionesimo di metro: grazie alle sue proprietà idrorepellenti,
non viene attraversata dall’acqua liquida, ma solo dal vapore. In questo
modo, l’acqua dolce e salata non si mescolano, mentre il vapore
d’acqua è libero di passare da una parte all’altra della membrana. In
particolare, la differente salinità nei due liquidi consente all’acqua
pura di evaporare più velocemente di quella salata.
Questo meccanismo raffredda l’acqua pura, e può essere amplificato
grazie alla presenza di diversi stadi evaporativi. L’acqua
salata tenderà gradualmente a “raddolcirsi” nel tempo e dunque
l’effetto raffrescante ad attenuarsi; tuttavia, la differenza di salinità
tra le due soluzioni può essere continuamente e in modo sostenibile
ristabilita tramite l’energia solare». Le unità refrigeranti, spesse
pochi centimetri, possono funzionare autonomamente oppure venir
disposte in serie, come accade con le batterie,
impilandole per aumentarne gli effetti. Diventa
possibile, così, tarare la potenza secondo i gusti
di ciascuno. «In futuro - conclude Matteo Alberghini
- potremmo ottenere una capacità di
raffrescamento anche più elevata aumentando
la concentrazione della soluzione salina oppure
ricorrendo ad un design modulare più spinto
del dispositivo».
Il costo di produzione basso, appena qualche euro per ciascuno
stadio, e la semplicità dell’assemblaggio favorirebbero l’installazione
in zone rurali, dove la scarsa presenza di tecnici specializzati
può rendere difficoltose riparazioni e manutenzioni. Altri vantaggi
potrebbero esserci nelle zone ricche di acque ad alta concentrazione
salina, come ad esempio quelle costiere, nelle vicinanze di
grossi impianti di dissalazione oppure in prossimità di saline. Per
ora, comunque, la tecnologia non è ancora pronta per essere commercializzata,
ma ulteriori sviluppi potrebbero farla affiancare agli
impianti già esistenti, riducendo gli sprechi energetici, ma non l’effetto
rinfrescante. (G. P.).
52 Il Giornale dei Biologi | Maggio 2020