Uno studio condotto dal Politecnico di Torino in collaborazione con l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM) – pubblicato sulla rivista Science Advances – propone una tecnologia per rinfrescare gli ambienti senza l’utilizzo di energia elettrica, ma sfruttando direttamente la radiazione solare.
Ricordiamo che a oggi la tecnologia più diffusa a livello domestico e industriale è il classico condizionatore, che spesso impiega fluidi refrigeranti ad alto impatto ambientale e richiede inoltre un elevato fabbisogno di elettricità.
Come nei dispositivi tradizionali, anche la nuova tecnologia studiata dai due istituti diminuisce la temperatura di un ambiente sfruttando l’evaporazione di un liquido. Tuttavia, la chiave della nuova soluzione proposta dai ricercatori torinesi è quella di usare semplice acqua e comune sale invece di composti chimici potenzialmente dannosi per l’ambiente. L’impatto ambientale del nuovo dispositivo è inoltre ridotto perché basato su fenomeni passivi, ossia processi spontanei come la capillarità o l’evaporazione, invece che su pompe e compressori che necessitano di energia e manutenzione.
La caratteristica vincente del dispositivo ideato al Politecnico di Torino risiede nella sua progettazione: queste unità refrigeranti, spesse qualche centimetro ciascuna, possono funzionare autonomamente oppure essere disposte in serie, come accade con le comuni batterie, impilandole per aumentare l’effetto di raffrescamento. In questo modo è possibile calibrarne la potenza in base alle singole esigenze, raggiungendo capacità di raffrescamento confrontabili a quelle tipicamente necessarie per gli usi domestici. Inoltre, l’acqua non ha bisogno di pompe per essere movimentata all’interno del dispositivo, ma si “sposta” in modo spontaneo grazie all’effetto capillare di alcuni componenti che, così come la carta da cucina, sono capaci di assorbire e trasportare l’acqua anche contro la forza di gravità.
Spiega Matteo Alberghini, dottorando del Dipartimento Energia del Politecnico e primo autore della ricerca: “Far evaporare acqua per ottenere una sensazione di fresco 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 permette di ingegnerizzare questa tecnologia, massimizzandone l’effetto e rendendola possibile in qualsiasi condizione ambientale. Anziché essere esposta all’aria, l’acqua pura bagna una membrana impermeabile che la separa da una soluzione di acqua e sale ad alta concentrazione. La membrana può essere immaginata come un setaccio con maglie grandi un milionesimo di metro: grazie alle sue proprietà idrorepellenti, questa membrana 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, come peraltro dimostrato in un nostro recente studio”.
Ad oggi, la tecnologia non è ancora pronta per una immediata commercializzazione. Tuttavia, ulteriori sviluppi (anche soggetti a futuri possibili finanziamenti o collaborazioni industriali) sono possibili, riporta la nota diffusa. In prospettiva, tale tecnologia potrebbe affiancare gli impianti già esistenti alleggerendo il loro carico di lavoro e, così ridurre il consumo energetico a parità di effetto raffrescante.
