Dal sole al ghiaccio

Lo specifico delle attività di Restituzione Tecnologica è studiare e sperimentare soluzioni tecnologiche a necessità in aree di sottosviluppo, quanto più possibile semplici e accessibili sia in termini tanto di costo che di gestione in autonomia. Negli anni gli ambiti di lavoro sono stati molti: l'acqua – con varie tecniche per renderla sicura per il consumo benché con contaminazione batteriologica e/o chimico-fisica, lampade fotovoltaiche portatili, l'igiene – autoproduzione di ipoclorito di sodio, agricoltura idroponica per zone carenti di terreno coltivabile e acqua, e così via. Elementi importanti di progetti sviluppati con le comunità beneficiarie.

Oggi, valendosi delle ampie competenze di un insieme di amici, si lavora per mettere una grande disponibilità – il sole – al servizio di una possibilità assai meno diffusa: la refrigerazione, e il suo uso per la conservazione e la commercializzazione di alimenti. La realizzazione quindi, a costi quanto più possibile contenuti, di un frigorifero alimentato da energia fotovoltaica; sia verticale che orizzontale. L'alimentazione da fotovoltaico risponde alla mancanza in molte aree dell'accesso alla rete elettrica; ma anche, dove esistente, alla discontinuità delle sua fornitura, serio problema per un frigo tradizionale. Per contro, troppo onerosa una costante alimentazione da generatore.

La soluzione adottata si vale di un insieme di innovazioni tecniche significative.
La refrigerazione avviene con un'unità frigorifera azionata da compressore dc (a corrente continua) a velocità variabile alimentato esclusivamente da pannello fotovoltaico. L'accumulo termico del freddo è ottenuto con una nuova soluzione eutettica sviluppata appositamente: il processo di scambio termico avverrà grazie a pareti di ghiaccio che tappezzano interamente la superficie interna del frigorifero. Ogni parete è realizzata da una pluralità di tubi rettangolari al cui interno è inserita acqua e una serpentina di rame di otto millimetri di diametro; la serpentina è percorsa dal gas refrigerante che fa ghiacciare l'acqua. Il termostato immerso nella soluzione eutettica, appositamente sviluppato per essere tarabile con grande precisione, piloterà il funzionamento del frigo.
Le pareti di ghiaccio accumulano così il freddo che verrà restituito uniformemente nella cella. Questo sistema conferisce un'autonomia in mancanza di energia disponibile di notte e nei giorni in cui ci sarà mancanza di sole, pari a circa quaranta ore, anche con temperature esterne di 40 gradi.

Il raffreddamento del vano interno e di quanto conterrà avverrà quindi ad una temperatura che oscillerà da -4 gradi a +4 gradi circa.
Il frigorifero sarà coibentato da una struttura di poliuretano (o derivati) da 20 a 60 mm di spessore e una struttura portante metallica.

Alle soluzioni innovative si aggiungono l'interfaccia tra pannelli fotovoltaici e compressore che consente in caso di bassa insolazione di catturare la poca energia solare caricando, mediante un circuito survoltore, un pacco di supercondensatori elettrici ad un livello di tensione compatibile con la tensione di alimentazione del compressore – per agevolarne lo spunto –, prima di connettersi ad esso.

Un sostegno assegnato a valere sul bando "Tecnologie per lo Sviluppo sostenibile" della Fondazione Cariplo, accelera lo sviluppo del progetto.
Un primo test sul campo è già stato svolto in Burkina Faso, presso la Scuola Professionale di Fada- N'Gourma dei Fratelli della Sacra Famiglia, attivamente coinvolti nello sviluppo del frigo; un primo prototipo realizzato con adattamento di frigoriferi commerciali alle diverse soluzioni tecniche previste, ha dato buoni risultati anche alle intense temperature locali.
L'attività in loco proseguirà con l'invio e la sperimentazione di altri prototipi, realizzati completamente ex-novo; con l'obiettivo di sperimentarne anche la produzione locale, dando lavoro agli studenti formati, per arrivare a proporre su piccola scala al mercato questa innovazione.
Ci attendono mesi intensi…

Mauro Palombo
NP giugno / luglio 2021