SM 2840 -- Freddo col Sole -- 2007

La Gazzetta del Mezzogiorno, martedì 15 maggio 2007

Giorgio Nebbia nebbia@quipo.it

Non so se la prossima estate sarà calda e quanto calda, ma di certo il condizionamento dell’aria sarà richiesto nelle case e negli uffici; la pubblicità già ci invita proponendo continuamente nuovi modelli. E il condizionamento dell’aria negli edifici comporta consumi di elettricità così elevati che, che negli anni passati, la punta di richiesta elettrica estiva si è avvicinata al massimo di elettricità producibile. Il raffreddamento dei locali si ottiene con dei cicli di evaporazione e condensazione di un gas, azionati da motori elettrici; il fluido evapora “portando via” calore all’ambiente circostante e deve essere poi compresso di nuovo allo stato liquido mediante una pompa; nel passare dallo stato di vapore allo stato liquido il fluido frigorifero dissipa calore, quello che poco prima aveva portato via quando era evaporato. Il condizionamento dell’aria, quindi, rende gradevole la vita agli abitanti di un locale e scalda l’aria, già calda, della strada esterna.

Si potrebbe avere lo stesso effetto di evaporazione e condensazione di un fluido frigorifero utilizzando l’energia solare che è tanto più intensa proprio nei mesi caldi, quando occorre raffreddare l’aria dei locali abitati. Ci sarebbero due soluzioni; o produrre con celle fotovoltaiche elettricità per azionare le pompe dei condizionatori d’aria tradizionali, oppure sfruttare qualche altro dispositivo che non ha bisogno di pompe e che è capace di produrre il freddo col calore solare.

L’idea di far funzionare un frigorifero senza parti in movimento risale al 1922 quando due giovani studenti dell’Università di Stoccolma, Baltzar von Platen (1898-1984) e Carl Munters (1897-1989), hanno inventato un sistema frigorifero che richiedeva soltanto una fonte di calore anche a bassa temperatura, proprio come potrebbe essere l’acqua scaldata dal Sole. La produzione commerciale di tali frigoriferi cominciò l’anno dopo e la società iniziale fu poi acquistata dalla società Electrolux. Quasi contemporaneamente, nel 1926, Albert Einstein (1879-1955) e Leo Szilard (1898-1964), allora in Germania, brevettarono anch’essi un frigorifero senza pompe, capace di utilizzare soltanto una fonte di calore. Il brevetto Einstein-Szilard fu concesso prima in Germania e poi negli Stati Uniti nel 1930. Einstein e Szilard, entrambi ebrei, per sfuggire alle persecuzioni razziali naziste emigrarono negli Stati uniti ed ebbero un ruolo determinante nella realizzazione della bomba atomica. (Per inciso Leo Szilard, uno straordinario studioso, fu anche uno dei primi contestatori ecologici, ma su di lui forse tornerò in futuro).

Per generare freddo col caldo bisogna sfruttare alcune delle proprietà fisiche dei gas. Un frigorifero solare consiste in una serie di tubi in cui circolano ammoniaca, acqua e idrogeno. Il calore fornito al frigorifero fa evaporare l’ammoniaca dalla soluzione acquosa; l’ammoniaca, un gas a temperatura ambiente, condensa poi allo stato liquido in miscela con idrogeno gassoso; da tale miscela l’ammoniaca adesso può evaporare ad una temperatura inferiore a quella del locale o dello spazio da raffreddare e, nell’evaporare, sottrae calore allo spazio da raffreddare e genera “il freddo”. Il ciclo continua e si completa con l’assorbimento di nuovo dell’ammoniaca in acqua e qui ricomincia. La termodinamica del processo è molto ingegnosa e si presta a varie alternative. Il frigorifero Einstein-Szilard usava una miscela di ammoniaca-acqua-butano e fu messo in commercio in piccole unità, mobili, silenziose e affidabili; un altro brevetto si riferiva ad una miscela ammoniaca-acqua-bromuro di metile. La raccolta degli studi sull’energia solare nei passati decenni mostra molte altre soluzioni di frigoriferi solari. Non per niente “il passato è prologo”.

Dopo un lungo periodo di disinteresse, adesso la crescente paura per la scarsità di energia e la domanda di utilizzazione di fonti di energia alternative al petrolio sta inducendo a riscoprire processi e macchinari dimenticati. Addirittura un progetto internazionale di ricerca denominato SACE (sta per “sistemi di condizionamento dell’aria azionati ad energia solare in Europa”), sta finanziando innovazioni in questo campo, soldi che vanno non solo ai paesi europei ma anche a industrie americane e giapponesi.

Questa breve esposizione, che potrà essere utilmente integrata consultando, su Internet, la sempre ricca enciclopedia telematica “Wikipedia”, ha lo scopo di mostrare che esiste un gran numero di scoperte del passato che sono state dimenticate, nel lungo periodo, ormai finito, dell’energia a basso prezzo, e che si prestano, con opportuni perfezionamenti, a risolvere problemi attuali urgenti. Da qui l’importanza di una storia degli innumerevoli dispositivi alimentati ad energia solare la quale offre (offrirebbe) molti stimoli a giovani studiosi e ad imprenditori che avessero voglia di perfezionare quanto è già noto (e dimenticato), col ricorso ai nuovi materiali e processi scoperti negli ultimi decenni.

Nel gran parlare di necessità di “ricerca” e innovazione, sarebbe il caso di fare, e di far conoscere nelle scuole e nelle Università, un inventario dei campi in cui l’innovazione risolverebbe dei concreti problemi economici e sociali migliorando l’ambiente, risparmiando petrolio e energia e creando posti di lavoro.