Roberta De Carolis Il condizionatore è un dispositivo che, si sa, non va d’accordo con l’ambiente anche perché i materiali refrigeranti sono notoriamente climalteranti. Ma ora un gruppo di ricerca guidato dall’Università di Harvard (Usa) ha sviluppato un prototipo che usa refrigeranti solidi, i quali non si disperdono nell’atmosfera e quindi non contribuiscono ai cambiamenti climatici
©Adam Slavney/Università di Harvard via American Chemical Society
I condizionatori sono nemici dell’ambiente anche perché spesso usano refrigeranti a base di idrofluorocarburi, potenti gas serra, tra i fattori che maggiormente contribuiscono ai cambiamenti climatici. Ma ora un gruppo di ricerca guidato dall’Università di Harvard (Usa) propone un prototipo che usa refrigeranti solidi, i quali non si disperdono nell’atmosfera.
In un’estate calda come quella che stiamo vivendo è davvero difficile rinunciare al condizionatore. Esistono diversi modi per risparmiare e non disperdere troppa energia ma comunque non è possibile evitare le emissioni climalteranti.
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Anche solo installare un condizionatore d’aria o gettarne uno via è un enorme fattore di riscaldamento globale – spiega Adam Slavney, coautore del lavoro – I refrigeranti utilizzati in questi sistemi sono migliaia di volte più potenti dell’anidride carbonica e possono fuoriuscire accidentalmente dai sistemi durante la manipolazione o lo smaltimento
I sistemi di raffreddamento tradizionali, come i condizionatori d’aria, funzionano facendo passare un refrigerante tra un gas e un liquido. Quando il liquido diventa un gas, si espande e assorbe calore, raffreddando una stanza o l’interno di un frigorifero. Un compressore trasforma poi il gas in un liquido, rilasciando calore, e nel caso dei condizionatori, questo calore viene convogliato all’esterno dell’abitazione.
Sebbene questo ciclo sia per lo più efficiente, le preoccupazioni per i cambiamenti climatici e le normative più severe sugli idrofluorocarburi stanno stimolando la ricerca di quelli più responsabili dal punto di vista ambientale.
I refrigeranti solidi potrebbero essere una soluzione ideale
A differenza dei gas, infatti, i solidi non si disperdono nell’ambiente dalle unità A/C e quelli chiamati materiali barocalorici funzionano in modo simile ai tradizionali sistemi di raffreddamento gas-liquido.
Usano in particolare i cambiamenti di pressione per passare attraverso i cicli di calore, ma in questo caso la pressione determina un cambiamento di fase da solido a solido: ciò significa che il materiale rimane un solido, ma la struttura molecolare interna cambia sotto pressione, da catene disordinate a ordinate, una transizione che, sulla base dei principi della termodinamica, rilascia calore. Quando la pressione viene allentata, il materiale riassorbe il calore, completando il ciclo.
Purtroppo la maggior parte di questi materiali richiede pressioni massicce per guidare i cicli di calore e, attualmente, per produrre queste pressioni, i sistemi necessitano di apparecchiature costose e specializzate non pratiche per le applicazioni di raffreddamento del mondo reale.
Ma ora il team di Harvard ha trovato materiali barocalorici che possono agire come refrigeranti a pressioni molto più basse e hanno dimostrato che questi possono funzionare in un sistema di raffreddamento costruito da zero ad hoc.
I materiali che abbiamo segnalato sono in grado di funzionare in ciclo a circa 3.000 psi, che sono pressioni a cui può lavorare un tipico sistema idraulico
spiega Slavney
Il team ha costruito un prototipo unico nel suo genere che dimostra l’uso di questi nuovi materiali in un pratico sistema di raffreddamento. Il dispositivo ha tre parti principali: un tubo di metallo riempito con il refrigerante solido e un liquido inerte (acqua o olio), un pistone idraulico che applica pressione al liquido, che aiuta a trasferire quella pressione al refrigerante e a trasportare il calore attraverso il sistema.
Il nostro sistema non utilizza ancora pressioni così basse come quelle dei sistemi di refrigerazione commerciali, ma ci stiamo avvicinando – precisa Jarad Mason, autore principale della ricerca – Per quanto ne sappiamo, questo è il primo sistema di raffreddamento funzionante che utilizza refrigeranti a stato solido basato su variazioni di pressione
Con un materiale ottimale, che ora i ricercatori si apprestano a cercare, è davvero possibile che i refrigeranti a stato solido possano diventare un valido sostituto dell’attuale condizionamento d’aria e di altre tecnologie di raffreddamento.
I risultati sono stati presentati alla riunione autunnale dell’American Chemical Society (ACS), in corso in questi giorni.
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Fonti: American Chemical Society / American Chemical Society/Youtube
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