Una nuova tecnica di raffreddamento si ispira al cammello

AGI – Una tecnologia di raffreddamento passivo a doppio strato ispirata al sistema di raffreddamento della pelliccia dei cammelli potrebbe rivoluzionare i sistemi di isolamento termico. Questo è quanto emerge da uno studio, pubblicato sulla rivista Joule, condotto dagli esperti del Massachusetts Institute of Technology (MIT), che hanno sviluppato un nuovo metodo per mantenere i prodotti al fresco fino a cinque volte più a lungo rispetto agli approcci tradizionali.

“Lo strato inferiore di idrogel – spiega Jeffrey Grossman del MIT – agisce come le ghiandole sudoripare di un cammello, abbassando la temperatura attraverso l'evaporazione dell'acqua, mentre lo strato superiore di aerogel funziona come una pelliccia, isolando dal calore esterno, ma consentendo il passaggio del vapore acqueo”. Il team aveva già analizzato l’evaporazione e il mantenimento della temperatura nelle ghiandole sudoripare nei mammiferi, e in questo lavoro gli esperti hanno cercato di identificare il ruolo della pelliccia e di riprodurne le funzionalità.

“Imitando il sistema bivalente pelliccia-ghiandola dei cammelli – aggiunge il ricercatore – abbiamo progettato uno strumento a doppio strato di isolamento dall'evaporazione, che, come negli animali, consente un prolungamento significativo del tempo di raffreddamento a parità di acqua disponibile”. Lo scienziato osserva che con le temperature medie in aumento, l’esigenza di mantenere edifici, prodotti alimentari e farmaceutici a una determinata temperatura diventa sempre più pressante. “I sistemi di raffreddamento passivo consentono un notevole risparmio energetico – prosegue Grossman – gli approcci basati sull'evaporazione da idrogel presentano soluzioni promettenti, ma richiedono quantità significative di acqua e hanno un potenziale limitato per l'uso a lungo termine”.

Il gruppo di ricerca ha constatato che la pelliccia dei cammelli consente di preservare il calore e ridurre al minimo la perdita d’acqua. “Per riprodurre la soluzione della natura – afferma lo scienziato – abbiamo sintetizzato aerogel di silice altamente porosi e idrofobici, combinati con idrogel in grado di imitare le ghiandole sudoripare degli animali. Abbiamo testato un campione in una camera chiusa con temperatura ambiente e umidità relativa controllate, e il prodotto ha mantenuto una temperatura di sette gradi Celsius inferiore a quella circostante”.

Tra le possibili applicazioni pratiche della ricerca, gli autori indicano il settore alimentare, farmaceutico, edile e qualunque ambito in cui potrebbe essere necessario mantenere una temperatura inferiore all’ambiente esterno, come il trasporto di prodotti senza necessitare aria condizionata, una possibilità importante nelle regioni in cui la disponibilità di elettricità è più scarsa. “Uno strato di cinque millimetri di idrogel ricoperto da un aerogel di cinque millimetri – riporta Grossman – ha mantenuto la temperatura per 200 ore prima di necessitare acqua, mentre uno strato di idrogel tradizionale ha esaurito la sua efficacia dopo sole 40 ore”.

“Questa tecnologia – conclude Elise Strobach, cofondatrice di una start up volta a esplicitare alcune applicazioni pratiche del sistema – potrebbe anche consentire una miniaturizzazione significativa delle tecnologie di evaporazione convenzionali o essere implementata per la gestione termica degli edifici. Lo strato di aerogel limita attualmente la possibilità di scalare il sistema per un uso diffuso, ma stiamo lavorando in questo senso per rendere il prodotto versatile e pratico”.