Refrigerare: Una storia rinfrescante

Un racconto che molti potrebbero aver sentito è che il poeta Giacomo Leopardi sia morto dopo aver bevuto una granita.

La granita non dovrebbe essere parte della causa della morte (anche se esistono casi in cui fra le cause della morte vengono messe in lista anche indigestione o simili). Tuttavia, è importante per altri motivi.

A inizio Ottocento, ben prima dell’avvento dei frigoriferi/congelatori, in Sud Italia granite e sorbetti si mangiavano già. Secondo la storiografia, questi cibi derivano da una bevanda diffusa nel mondo arabo: lo sherbet (o sharbat). Già attorno all’anno mille era possibile refrigerare. Ma come?

Refrigerare – Come facevano le popolazioni antiche (prima dell’elettricità)

Gli alimenti

Molti alimenti venivano refrigerati già in tempi antichissimi.

C’è un passaggio di Leonardo in cui ci viene descritta la cosiddetta “Ghiacciaia di Moncodeno”, una sorta di grandissimo “freezer” naturale.

In realtà, questa ghiacciaia non è altro che una grotta nel gruppo delle Grigne. Questa grotta, grazie alla sua posizione e alla sua altitudine relativa al livello del mare, conservava ghiaccio al suo interno per tutta la stagione.

Di conseguenza, il ghiaccio della “ghiacciaia” poteva essere riportato a Milano e in altre città limitrofe. Una volta che il ghiaccio arrivava in città, quindi, si sfruttavano le cantine o altre grotte per lunghi periodi, e usato come metodo di refrigerazione.

La grotta di Moncodeno, Grigna Settentrionale. Fonte: Carlo Pensa, Archivio Pietro Pensa

 Un altro modo di ottenere lo stesso risultato era utilizzare quelli che noi ora chiamamiamo “frigoriferi evaporativi”.

In questo metodo si usa il calore latente di evaporazione (la quantità di calore che serve a far evaporare l’acqua) come “refrigerante”. In parole povere, per far evaporare l’acqua bisogna fornire calore. Il calore, in questo caso, deriva dagli alimenti che, cedendo calore all’acqua, vengono refrigerati.

Il concetto è lo stesso dei ventilatori che spruzzano acqua nebulizzata. In questo caso, l’acqua nebulizzata evapora “rubando” calore all’aria, raddoppiando l’effetto rinfrescante del ventilatore.

Le stanze

La refrigerazione delle stanze o degli ambienti in città calde avveniva, più o meno, nello stesso modo descritto per il frigorifero evaporativo.

A seconda del luogo, la modalità d’uso cambiava decisamente. Nell’antico Egitto, e in tutto il vicino oriente, si utilizzavano intercapedini nel tetto delle case che erano collegate a delle “prese d’aria”. L’aria passava all’interno delle intercapedini, raffreddando la casa.

Tuttavia, il modo più famoso è la cosiddetta “torre del vento”, un dispositivo veniva usato in Medio Oriente, prevalentemente in Persia, ma utilizzato in tutto il mondo islamico.

Il concetto di base di questo dispositivo è, nuovamente, la refrigerazione attraverso l’evaporazione dell’acqua.

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Una torre del vento nel giardino Dolat Abbad, Yazd, Iran. Fonte: Wikimedia Commons

 Questo sistema, semplice nella sua essenza, è, in realtà, relativamente complesso.

Infatti, richiede un certo numero di parti specifiche, che possono raggiungere anche dimensioni non indifferenti. Bisogna, innanzitutto, avere la torre vera e propria, i qanat, e una stanza ipogea. La torre serve sia a captare il vento che a buttare fuori aria calda. In caso di assenza di vento, infatti, è il calore del sole che scalda l’aria sul lato illuminato della struttura che, quindi, per effetto camino, anche se non c’è vento, vi è una circolazione di aria.

Il camino da solo aiuta, ma la genialità sta nella presenza dei cosiddetti qanat.

I qanat sono dei canali sotterranei che servono prevalentemente per irrigare e per fornire acqua potabile alla popolazione. Tuttavia, se accoppiati alle torri del vento, possono aumentarne l’efficienza del sistema refrigerante perché, allo stesso modo del frigorifero evaporativo, portano all’interno della casa aria più fredda.

Refrigerare – come lo facciamo noi?

Con l’inizio dello studio dei cicli termodinamici e la presenza di energia elettrica, si è potuto sfruttare metodi che non fossero dipendenti da fenomeni atmosferici o meteorologici.

Il concetto di base dei cicli termodinamici refrigerativi è percorrere i cicli termodinamici “all’inverso”. Il punto fondamentale del ciclo termodinamico è l’unione del primo e del secondo principio della termodinamica: se si applica un lavoro, si produce calore.

Quindi come si fa a estrarre calore? Si fa il ciclo termodinamico al contrario: invece di comprimere il fluido di lavoro, il fluido viene espanso. “Estrarre” il calore è il principio dei condizionatori d’aria.

Un frigorifero, come un condizionatore, è attaccato alla corrente, perché per estrarre calore serve energia.

Per “estrarre calore” servono quattro parti importanti: un compressore, una valvola di laminazione, un evaporatore e un condensatore.

Il ciclo funziona in questo modo: Nel condensatore arriva il fluido in stato di vapore e viene, in questa camera, condensato a liquido. Da qui, il fluido passa nella valvola di laminazione/espansione, dove diventa una miscela di liquido e vapore. Dopo l’espansione, il fluido passa all’evaporatore, in cui si estrae calore dalla cella (aria nel caso del condizionatore, cella nel caso del frigo) e poi il liquido viene compresso nel compressore, in cui va fornito lavoro.

Il compressore è la parte dove il sistema perde calore. Fateci caso, il retro dei frigoriferi è sempre molto caldo.

Alessandro Mantani

Sono studente di ingegneria aeronautica full time, e altrettanto full time posso perdermi a parlare di tutto lo scibile umano, con una predilezione per i mezzi veloci o che hanno un grosso motore, per arrivare fino a cose che non c'entrano granché, come la filosofia o la letteratura.

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