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Un frigorifero trasparente stampato in 3D raffredda con il fuoco

Un appassionato ha costruito un frigorifero ad assorbimento di tipo Einstein-Szilard, stampato in 3D e trasparente, capace di funzionare con una fiamma e di abbassare la temperatura di cinque gradi sotto l'ambiente.

Questo articolo è stato prodotto con l’ausilio dell’IA sotto la responsabilità editoriale di Haydamax OÜ.

Un frigorifero che funziona con una fiamma e non ha parti in movimento: è il progetto realizzato da Ben Krasnow, che ha costruito un modello trasparente di frigorifero ad assorbimento di tipo Einstein-Szilard. Il dispositivo serve soprattutto a rendere visibile un principio di funzionamento che, pur essendo alla base di molti apparecchi di refrigerazione, è spesso difficile da capire.

I frigoriferi ad assorbimento hanno una caratteristica che li rende apprezzati in alcuni contesti: possono usare come fonte di energia il solo calore di scarto, e grazie all'assenza di componenti mobili risultano spesso affidabili. Per questo trovano spazio nei camper e negli impianti industriali, anche se non sono i più efficienti in assoluto. La maggior parte di questi apparecchi utilizza una miscela di ammoniaca e acqua, ma in quel caso l'ammoniaca deve condensare a temperatura ambiente, il che richiede pressioni difficili da contenere in un involucro di vetro o plastica.

Il modello Einstein-Szilard risolve questo problema con un terzo liquido, che funge da refrigerante. Una soluzione concentrata di ammoniaca in acqua viene separata per ebollizione: il vapore di ammoniaca fa evaporare il refrigerante, abbassandone la pressione parziale. Il vapore del refrigerante e quello dell'ammoniaca si mescolano con l'acqua, in cui l'ammoniaca si scioglie, mentre il vapore del refrigerante condensa e riavvia il ciclo. La soluzione di acqua e ammoniaca così riformata torna nella caldaia.

Il refrigerante impiegato di solito è il butano, ma poiché il sistema pressurizzato veniva riscaldato con una fiamma libera, Krasnow ha scelto il perfluoropentano, non infiammabile. Il corpo del frigorifero è stato stampato in 3D con resina trasparente, mentre un blocco di rame trasferisce il calore dalla fiamma alla camera della caldaia. Il rame, nota il costruttore, viene intaccato dalle soluzioni ammoniacali, quindi non è una soluzione adatta a un uso prolungato, ma è sufficiente per una dimostrazione.

La realizzazione ha presentato alcune difficoltà. Il percorso interno del circuito è unico e tra le diverse parti del sistema si accumula pochissima pressione: una bolla nel punto sbagliato può bloccare il flusso. Alla fine Krasnow è riuscito a far funzionare il dispositivo abbastanza bene da raggiungere cinque gradi Celsius sotto la temperatura ambiente. Lo stesso autore osserva, con tono scherzoso, che con un alcol abbastanza concentrato si potrebbe raffreddare una bevanda bruciandone una parte.

Gli apparecchi a base di ammoniaca sono un progetto impegnativo per la maggior parte degli appassionati, ma soluzioni a base di acqua salata sono già state viste in frigoriferi ad assorbimento. Il progetto offre dunque un esempio concreto e visibile di come si possa produrre freddo senza compressore e senza elettricità, semplicemente sfruttando il calore.