E se potessimo combattere il caldo senza condizionatori né elettricità?
Estate, caldo e bollette alle stelle sono una costante destinata a peggiorare nel tempo ma forse una soluzione c'è: un nuovo sistema che funziona senza elettricità.
Questa estate ci ha messo (e ci sta tuttora mettendo) a dura prova, con un notevole impatto sui consumi energetici. Combattere il caldo sì, ma con un occhio al risparmio e all’ambiente: è il progetto di ricerca di Julian Jauk, Milena Stavrić e Kristijan Ristoski della Graz University of Technology, in Austria, che hanno sviluppato un sistema basato su blocchi di ceramica porosa stampati in 3D in grado di ridurre la temperatura dell’aria circostante di quasi 7°C. Il tutto senza consumare energia elettrica né impiegare gas refrigeranti.
Come funzionano i blocchi di ceramica in 3D
Il funzionamento del dispositivo si basa sul principio del raffreddamento evaporativo. In sostanza, quando l’acqua trattenuta dal materiale poroso evapora a contatto con l’aria calda, assorbe calore dall’ambiente circostante abbassandone la temperatura.
Per massimizzare la resa di questo processo naturale, i ricercatori dello ShapeLab della TU Graz hanno sfruttato la modellazione digitale e la produzione additiva. Ogni modulo, dal lato di circa 23 centimetri, sfrutta geometrie avanzate denominate TPMS (Triply Periodic Minimal Surface), strutture labirintiche ricche di cavità e superfici curve progettate al computer per offrire la massima area di contatto tra aria e acqua con il minimo impiego di materiale.
La ceramica viene stampata in 3D e sottoposta a una cottura a basse temperature per preservarne la naturale porosità capillare, consentendo all’acqua di distribuirsi in modo omogeneo senza l’ausilio di pompe o componenti elettrici.
L’innovazione sta anche nei materiali
L’innovazione di questo progetto risiede anche nella composizione chimico-fisica della materia prima. Per aumentare ulteriormente la capacità evaporativa, il team ha sperimentato l’integrazione di componenti biologiche nell’impasto argilloso prima della fase di cottura.
In particolare l’apparato vegetativo dei funghi, il micelio, viene fatto sviluppare all’interno dell’argilla umida insieme a trucioli di legno, creando una rete microscopica di filamenti e, durante la cottura in forno, entrambi bruciano completamente, lasciando all’interno del blocco una fitta trama di micro e macropori che incrementa notevolmente l’assorbimento idrico per capillarità.
Un altro elemento interessante è l’impiego del limo dragato dal lago di Neusiedl, un sedimento naturale la cui rimozione periodica è necessaria per evitare l’interramento del bacino e che viene così valorizzato in un’ottica di economia circolare.
Questa tecnologia ceramica lavora a zero consumo elettrico diretto, impiegando semplice acqua e garantendo un abbattimento termico locale costante e sostenibile, rispetto agli impianti di climatizzazione “tradizionali”, che sfruttano molta energia e gas refrigeranti sintetici.
Ma funziona davvero?
I ricercatori hanno effettuato un test e sì, ne hanno documentato l’efficacia reale. La location non poteva essere più appropriata: una mansarda surriscaldata del campus universitario. Ebbene, ponendo al suo interno un singolo blocco rinfrescato d’acqua, questi ha prodotto un calo della temperatura di quasi 7 °C nelle immediate vicinanze.
È un risultato certamente significativo, che ha spinto il team ad assemblare una parete sperimentale (2 x 2 metri), partendo dai singoli moduli, integrandola in un circuito idrico controllato. Questa tecnologia si pone un obiettivo specifico: intende essere una soluzione per contrastare il fenomeno delle isole di calore nelle aree urbane ad alta cementificazione, offrendo la possibilità di rivestire le facciate degli edifici o realizzare strutture ombreggianti negli spazi pubblici in cui non è possibile piantare alberi.
