Mentre la temperatura media della Terra continua a salire, quelli di noi che vivono in climi già caldi potrebbero trovarsi sempre più tentati di alzare l'aria condizionata. Ma i condizionatori d'aria tradizionali sono enormi consumatori di energia: secondo il Dipartimento dell'Energia degli Stati Uniti, l'aria condizionata residenziale rappresenta il 16% di tutto il consumo di elettricità domestica negli Stati Uniti.
Un giorno, in un futuro non troppo lontano, i condizionatori d'aria magnetici potrebbero aiutarci a mantenere le nostre case più fresche all'interno senza aumentare le temperature esterne. Un condizionatore d'aria tradizionale funziona trasformando un refrigerante liquido in un gas (assorbendo il calore dall'aria esterna nel processo), quindi comprimendo e raffreddando il gas per riconvertirlo in liquido. I condizionatori d'aria magnetici adottano un approccio completamente diverso al raffreddamento, utilizzando magneti invece di compressori e refrigeranti per raffreddare l'aria circostante.
- L'effetto magnetocalorico
- Come funzioneranno i condizionatori magnetici?
- Tecnologia rispettosa dell'ambiente
- C'è un condizionatore magnetico nel tuo futuro?
L'effetto magnetocalorico
I climatizzatori magnetici si basano su un fenomeno noto come effetto magnetocalorico. I materiali magnetici si riscaldano quando sono esposti a un campo magnetico, quindi si raffreddano quando il campo viene rimosso. L'effetto magnetocalorico fu osservato per la prima volta in campioni di ferro da un fisico tedesco di nome Emil Warburg nel 1881, ma la variazione di temperatura era troppo piccola per qualsiasi applicazione pratica. Negli ultimi anni, tuttavia, gruppi separati di ricercatori hanno sviluppato leghe metalliche magnetocaloriche che producono un effetto magnetocalorico significativamente maggiore a temperatura ambiente.
Come funzioneranno i condizionatori magnetici?
I condizionatori d'aria magnetici raffreddano l'aria esponendo rapidamente e ripetutamente un materiale magnetocalorico a un campo magnetico. In un prototipo progettato da Astronautics Corporation of America in collaborazione con il laboratorio Ames (Iowa) del DOE statunitense, una ruota contenente l'elemento della terra rara gadolinio ruota attraverso il campo di un magnete stazionario . Mentre il disco gira, la lega di gadolinio si riscalda, quindi si raffredda mentre attraversa un varco nel campo, raffreddando l'acqua che lo circonda mentre fa il suo viaggio.
Tecnologia rispettosa dell'ambiente
In un condizionatore d'aria magnetico, la lega funge da "refrigerante" e la semplice acqua vecchia fornisce il trasferimento di calore, eliminando la necessità degli idroclorofluorocarburi (HCFC) decisamente ostili utilizzati nei tradizionali condizionatori d'aria . Mentre le prime leghe magnetocaloriche erano tossiche o proibitivamente costose, i più recenti materiali magnetocalorici sono convenienti e sicuri per l'ambiente.
I condizionatori d'aria magnetici richiedono elettricità , ma il motore che fa girare il disco contenente la lega magnetocalorica dovrebbe essere molto più efficiente del compressore necessario per far funzionare un condizionatore d'aria tradizionale. Secondo un articolo del 2011 su Scientific American, Astronautics spera di avere un prototipo entro il 2013 che utilizzi solo due terzi dell'elettricità di un condizionatore d'aria convenzionale per fornire la stessa quantità di raffreddamento.
C'è un condizionatore magnetico nel tuo futuro?
Oltre ai ricercatori sopra menzionati (Astronautica e DOE), diverse società private, università e agenzie governative in tutto il mondo stanno esplorando la tecnologia di raffreddamento magnetico per applicazioni industriali e domestiche, tra cui condizionamento dell'aria , refrigerazione e controllo del clima.
Il National Laboratory for Sustainable Energy presso l'Università tecnica della Danimarca gestisce il proprio progetto "MagCool", mentre la ricerca presso la Penn State e altre università statunitensi ha migliorato la comprensione dei principi magnetocalorici, aiutandoci a capire perché un materiale potrebbe raffreddarsi in modo più efficiente di un altro. Nel 2009, BASF e Delta Electronics hanno annunciato una partnership aziendale per sviluppare nuovi sistemi di raffreddamento magnetocalorico ed "esplorare le opportunità della generazione di energia magnetocalorica". Ma per quanto ci piacerebbe mettere le mani su questa nuova tecnologia oggi, la disponibilità commerciale dei condizionatori d'aria magnetici è ancora lontana almeno qualche anno e i primi usi saranno molto probabilmente industriali piuttosto che residenziali.
