Raffrescamento ambientale sfruttando l’energia solare

Raffrescamento degli edifici

Raffrescare e riscaldare gli ambienti sia a livello domestico che industriale oggigiorno è diventato un must. Per soddisfare il bisogno estivo di raffrescamento degli edifici, la tecnologia più diffusa è rappresentata al momento dal classico condizionatore, che spesso utilizza fluidi refrigeranti ad alto impatto ambientale e richiede consumi non trascurabili di elettricità.

Per ridurre il fabbisogno energetico per il raffrescamento degli edifici, in sensibile crescita a causa del continuo innalzamento delle temperature in numerose parti del mondo, il Politecnico di Torino (SMaLL) e l’Istituto Nazionale di Ricerca Metrologica (INRiM) propongono un dispositivo in grado di generare raffrescamento senza l’utilizzo di energia elettrica. Come nei sistemi tradizionali, anche questa nuova tecnologia abbassa la temperatura di un ambiente sfruttando l’evaporazione di un liquido, con la differenza, però, di impiegare semplice acqua e sale al posto di composti chimici potenzialmente nocivi per l’ambiente.

E le ricadute positive si fanno sentire anche in termini di impatto ambientale, ampiamente ridotto perché si punta a fenomeni passivi come l’evaporazione invece che su pompe e compressori che richiedono energia e manutenzione.

Principi funzionamento

L’idea di base di questa tecnologia, applicabile in qualsiasi condizione ambientale, prevede che, anziché essere esposta all’aria, l’acqua pura bagni una membrana impermeabile che la separa da una soluzione di acqua e sale ad alta concentrazione. 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 passa liberamente da una parte all’altra della membrana. In particolare, il diverso grado di salinità dei due liquidi permette all’acqua pura di evaporare più velocemente rispetto a quella salata.

Questo procedimento permette di raffreddare l’acqua pura e può essere amplificato grazie alla presenza di diversi livelli evaporativi: nel tempo l’acqua salata tenderà gradualmente ad addolcirsi con la conseguente attenuazione dell’effetto raffrescante, tuttavia, la differenza di salinità tra le due soluzioni può essere continuamente ripristinata tramite l’energia solare.

Vantaggi

L’elevato potenziale di questo dispositivo è racchiuso proprio nella sua progettazione: le unità refrigeranti, spesse appena qualche centimetro, possono funzionare autonomamente oppure essere sistemate in serie, impilandole per aumentare l’effetto di raffrescamento. In questo modo è possibile calibrarne la potenza in base alle esigenze specifiche, raggiungendo capacità di raffrescamento in grado di soddisfare gli usi domestici o ancora più elevate, aumentando la concentrazione della soluzione salina o ricorrendo ad un design modulare più spinto del dispositivo. Inoltre, l’acqua non necessita di pompe per essere movimentata all’interno del dispositivo, ma migra in modo spontaneo grazie all’effetto capillare di alcuni componenti capaci di assorbire e trasportare l’acqua anche contro la forza di gravità.

Il basso costo di produzione – parliamo di qualche euro per ciascuno stadio – e la facilità di montaggio favorirebbero la diffusione del dispositivo sia in zone rurali, dove la penuria di tecnici specializzati può rendere problematica l’installazione e la manutenzione dei sistemi tradizionali, che in regioni costiere ricche di acque ad alta concentrazione salina, nelle vicinanze di grossi impianti di dissalazione o di saline.

Oggi la tecnologia non è ancora pronta per essere immessa sul mercato, ma, in prospettiva, potrebbe affiancare gli impianti già esistenti riducendo il loro carico di lavoro e di conseguenza il consumo energetico a parità di effetto raffrescante.

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