I ricercatori del MIT hanno ideato un nuovo modo per raffreddare cibi e farmaci nei luoghi particolarmente assolati e sconnessi dalla rete elettrica, utilizzando materiali economici e senza la necessità di usufruire di energia generata da combustili fossili. Il sistema passivo, che potrebbe essere usato anche per raffrescare gli ambienti, è sostanzialmente una versione high-tech di un comune parasole.
Una striscia di metallo che blocca i raggi diretti del sole
Il sistema consente l'emissione di calore a una gamma di luce a medio infrarosso che può passare direttamente attraverso l'atmosfera e irradiarsi nel freddo dello spazio esterno, perforando i gas che agiscono come una serra. Per evitare il riscaldamento alla luce solare diretta, il dispositivo è rivestito con una una piccola striscia di metallo in grado di blocca i raggi diretti del sole.
Il sistema, che su base teorica dovrebbe riuscire a fornire un raffreddamento fino a 20°C al di sotto della della temperatura ambiente in un luogo come Boston, al momento ha raggiunto, nei test proof-of-concept, una temperatura di -6°C.
Cosa c'è di nuovo rispetto ai comuni sistemi di raffreddamento passivo?
L'idea di progettare sistemi di raffreddamento passivo che irradiano calore sotto forma di lunghezze d'onda della luce del medio infrarosso non è nuova ma finora i sistemi sviluppati sono stati basati su dispositivi fotonici, complessi da realizzare e piuttosto costosi.
La complessità deriva dalla necessità di combinare la capacità di emissività e riflettività selettiva, che richiede l'uso di un materiale multistrato in cui gli spessori degli strati sono controllati con precisione nanometrica.
I ricercatori del MIT hanno scoperto che questa selettività può essere raggiunta semplicemente bloccando la luce diretta del sole con una striscia stretta posizionata alla giusta angolazione per coprire il percorso del sole, senza bisogno di alcun tracciamento attivo da parte del dispositivo. Quindi, un semplice dispositivo costruito con una combinazione di film plastico economico, alluminio lucidato, vernice bianca e isolamento può consentire la necessaria emissione di calore attraverso la radiazione del medio infrarosso, che è il modo in cui la maggior parte degli oggetti naturali si raffreddano.
Parasole e isolamento termico
Difatti i sistemi di raffreddamento radiativi semplici sono stati usati fin dai tempi antichi per ottenere un raffreddamento notturno, ma risultavano inefficaci nelle ore diurne per via dell'eccessivo calore provocato dalla luce solare diretta.
Gli scienziati hanno quindi ragionato sul fatto che i raggi solari viaggiano in linea diretta ed è sufficiente bloccarli, come avviene ad esempio con le zone d'ombra create dagli alberi, per 'annientarli'. Da qui, l'idea di una sorta di parasole che, unito a uno strato di isolamento, rende il dispositivo efficiente per il raffreddamento passivo.
Campi applicativi e prospettive future
Il sistema potrebbe essere applicato in vari settori, dal raffrescamento alla refrigerazione. E potrebbe anche essere utile per alcune tipologie di sistemi fotovoltaici a concentrazione, che, sfruttando l'azione di specchi che riflettono la luce del sole, tendono a surriscaldarsi.
Il team di ricercatori, il cui studio è stato pubblicato recentemente sulle pagine della rivista Nature Communications, ha fatto richiesta di brevetto e sta continuando a lavorare per perfezionare il sistema, con la speranza che possa essere commercializzato a breve.
