Secondo lo studio “Mirroring Solar Radiation Emitting Heat Toward the Universe: Design, Production, and Preliminary Testing of a Metamaterial Based Daytime Passive Radiative Cooler”, pubblicato su Energies da Anna Castaldo, Giuseppe Vitiello, Emilia Gambale, Michela Lanchi, Manuela Ferrara e Michele Zinzi del Dipartimento Tecnologie energetiche e fonti rinnovabili dell’ENEA, si può «Mantenere freschi tessuti e cibo anche se la temperatura esterna è elevata e raffrescare gli edifici senza climatizzazione elettrica e senza disperdere calore nell’ambiente circostante».
E’ quanto promettono le proprietà ottiche di un metamateriale che evidenzia straordinarie proprietà elettromagnetiche non disponibili in natura, ma progettato manipolando la sua struttura fisica, isolato dall’aria - posto in un contenitore riempito di krypton, un gas nobile presente in tracce nell’atmosfera - al quale sta lavorando ENEA, capace di mantenere una temperatura fino a 12° C al di sotto di quella circostante.
Lo studio è considerato il primo in Europa sul raffreddamento passivo diurno attraverso un approccio fotonico.
La Castaldo spiega che «Il lavoro che stiamo svolgendo parte dalla domanda se sia concretamente possibile trasferire nell’Universo il calore di un oggetto senza disperderlo nell’ambiente circostante. La risposta positiva dalla quale siamo partiti proviene da un metamateriale che abbiamo ottenuto per sputtering e che, snellito nella sua formulazione e adattato a substrati adesivi, potrebbe rivestire grandi superfici».
A differenza della maggior parte dei metodi di raffreddamento utilizzati attualmente, come ad esempio i condizionatori che richiedono energia elettrica e risorse per smaltire il calore (metodi attivi), il raffreddamento radiativo è un metodo passivo simile a quello naturale che la Terra stessa adopera per raffreddarsi di notte.
La Cataldo sottolinea che «Il raffrescamento passivo radiativo, ossia lo smaltimento del calore da un oggetto caldo al freddissimo universo attraverso una regione infrarossa in cui l’atmosfera terrestre è trasparente, è uno dei grandi temi del XXI secolo affrontato circa 50 anni fa da ricercatori come Silvestrini e Nicolais, laddove la maggior parte delle necessità quotidiane, dalla produzione di energia allo scambio di dati, generano calore in eccesso».
I dispositivi in grado di smaltire il loro calore nell’universo hanno superfici spettralmente selettive e sono in grado di raggiungere temperature più basse di quelle dell’aria circostante o degli altri oggetti presenti. Questo può verificarsi anche durante il giorno sotto irraggiamento solare diretto quando è possibile osservare una diminuzione della loro temperatura, teoricamente anche di 80° C.
La Castaldo conclude: «Sull’argomento ho organizzato una sessione specializzata sul Passive Radiative Cooling, durante la 12esima edizione dell’European Optical Society Annual Meeting 2024, che si è svolta a Napoli ed ha visto la partecipazione di eminenti studiosi contemporanei del settore, come il Prof. Aaswath Raman e del Prof. Luigi Nicolais autore, tra gli altri, dello studio pioneristico di ormai 50 anni fa, al quale si devono i primi tentativi per creare un frigorifero solare».
