Cos’è l’Energia – Riscaldare e Raffreddare – 5 –
Riscaldare e raffreddare – 5 –
Stufe e forni ed apparecchi per riscaldare (e metodi per raffreddare, pur con molte difficoltà prima dell’avvento dei mezzi tecnici) sono parte della vita dell’uomo: in fondo lo sono stati sin da quando si riuscì in tempi preistorici ad utilizzare il fuoco. Fino ad allora il solo mezzo per ottenere calore erano stati i raggi solari, pur senza “catturarli” come si fa oggi; successivamente il calore prodotto dal fuoco permise di riscaldarsi nei mesi freddi, e cuocere i cibi per l’alimentazione; a poco a poco lo si utilizzò per cuocere ceramiche e piastrelle e laterizi, poi per modellare e fondere i metalli; infine il calore di combustione permise di ricavare vapore dall’acqua e mandarlo in pressione per macchine quali il vecchio motore a vapore e centrali di produzione della corrente elettrica. Le tecniche di riscaldamento sviluppate nei millenni, a partire dal fuoco prodotto bruciando legna, hanno subito un’accelerazione negli ultimi secoli con la “scoperta” di nuovi combustibili: carbone e petrolio e gas naturale, i combustibili fossili ricavati dal sottosuolo… così si sono costruite stufe e forni ed impianti di riscaldamento a miglior rendimento, passando gradualmente dalla legna al carbone, al “gas di città” ricavato dal carbone, poi alla nafta ed al gasolio ed ai gas petroliferi GPL, fino al gas metano naturale. Da poco più di un secolo, da quando si è resa disponibile la corrente elettrica distribuita alle case ed alle aziende, anche l’elettricità è servita per ricavare calore e riscaldare, evitando di accendere fuochi all’interno dell’edificio: pensiamo alle stufe elettriche ed ai forni elettrici industriali, più recentemente agli impianti di riscaldamento detti “a pompa di calore” o “termopompe”.
I problemi ambientali relativi ai combustibili “da riscaldamento” (inquinamento dell’aria e delle acque, surriscaldamento dell’Atmosfera terrestre) hanno portato negli ultimi decenni a cercare fonti energetiche non direttamente inquinanti; così si è cominciato a riscaldare l’acqua con pannelli solari termici, cuocere cibi con stufe a specchio parabolico, produrre corrente elettrica con celle fotovoltaiche.
Il raffreddamento è viceversa sempre stata una tecnica “difficile”, per il fatto che gli oggetti freddi tendono a ritornare rapidamente a temperatura ambiente. Salvo i mezzi tradizionali del passato con cantine e nevere e grotti nei quali conservare gli alimenti, la tecnica del raffreddamento ha dovuto attendere almeno fino ai progressi della fisica termodinamica nel secolo diciannovesimo; una volta capito il ciclo fisico delle macchine termiche, si è potuto ideare macchine che realizzassero il ciclo inverso, il ciclo frigorifero. Per realizzarlo era necessario fornire energia alla macchina per ottenere il raffreddamento dell’aria in spazi chiusi: lo si poté fare con la corrente elettrica, così nacque il frigorifero. E successivamente il climatizzatore per condizionare l’aria degli ambienti vivibili.
Poscritto: d’accordo, è una nota di carattere fisico-tecnico, potrebbe risultare non comprensibilissima a tutte le persone, ma… può forse interessare notare che la termopompa per gli impianti di riscaldamento non è altro che una macchina che realizza un “ciclo frigorifero inverso”, in pratica si toglie energia calorica ad una grande fonte fredda esterna (aria, acqua, terreno del sottosuolo) per trasferirla ad un locale da riscaldare: lo si può fare solo a spese di un consumo energetico esterno (ad esempio corrente elettrica) perché è un’operazione che contrasta i fenomeni naturali spontanei (il calore passa spontaneamente da corpi caldi a corpi freddi, non viceversa). Il vantaggio del riscaldamento con termopompa è di un minor impiego di energia necessaria rispetto ai più tradizionali impianti termici di riscaldamento a combustione od a resistenza elettrica, perché il ciclo frigorifero ha una resa superiore.
Dal punto di vista puramente energetico, la pompa di calore risulta il miglior impianto di riscaldamento: quello che ha meno incidenza sui problemi ambientali perchè permette di ridurre al minimo il consumo di energia. Le cose possono essere diverse se si misura la convenienza dell’impianto di riscaldamento desiderando i minori costi di funzionamento… la termopompa potrebbe essere economicamente meno conveniente dei bruciatori ad olio combustibile od a gas metano qualora i combustibili abbiano un prezzo favorevole rispetto a quello della corrente elettrica. In fondo la convenienza economica d’impianto dipende (oltre che dal suo consumo “di targa”) dalle politiche energetiche nazionali e dalle “leggi” del mercato dell’energia: dunque varia da periodo a periodo, da nazione a nazione.
G.D. – maggio/giugno 2017 – modificato 17 agosto 2017
