Ingombri ridotti, alta efficienza ed ecologicità pressoché totale. Sono questi i principali vantaggi del rivoluzionario prototipo di frigorifero a onde sonore messo a punto dal professor Steven Garrett della Penn State University. Garrett e i suoi collaboratori del laboratorio di termoacustica sono riusciti a costruire il prototipo di una macchina frigorifera termoacustica che è riuscita a raggiungere una temperatura di -8 °C. Il sistema si serve di un altoparlante modificato (molto più potente e con i coni invertiti rispetto ai normali altoparlanti usati negli impianti Hi-Fi) per generare un'energia sonora centinaia di migliaia di volte più elevata di quella sviluppata in un concerto rock! Ma questo, va detto, non comporta un'analoga rumorosità della macchina, perché gli altoparlanti usati in termoacustica sono modificati e non hanno bisogno di produrre una gamma di frequenze nel campo dell'udibile come quelli di uno stereo. Tramite poi una serie di apparecchiature, quest'energia sonora, viene applicata a un gas opportuno e utilizzata così per estrarre calore. Il sistema funziona meglio con i gas nobili, ma può essere utilizzata anche la semplice aria. Ad ogni buon conto, il sistema non necessita di alcun fluido refrigerante chimico particolare rendendolo ecologicamente ottimale. La tecnica è già stata utilizzata dalla NASA sullo Space Shuttle e, se si considera l'enorme quantità totale di congelatori, frigoriferi e condizionatori presenti sul pianeta, una tecnologia innovativa come questa, applicata su scala mondiale, potrebbe essere davvero essere in grado di rivoluzionare il mercato.

Ecco un esempio di come la Fisica non è divisa in compartimenti stagni ma è in realtà costruita su un metodo di indagine molto generale.

Oggi voglio parlare della Termoacustica, una disciplina che ottiene effetti termici con metodi acustici. La sua storia è molto affascinante e inizia così:
“Che la temperatura e il suono fossero in qualche modo connessi fu evidenziato dai soffiatori di vetro già nei secoli scorsi. Nel realizzare manufatti in più parti, i recipienti di vetro di forma tubolare già raffreddati, quando venivano toccati da oggetti caldi, si mettevano a suonare e, in qualche caso, a urlare”

Ho preso la citazione dalla seguente pagina web che costituisce un’utile introduzione a questo campo di ricerca. Sono descritti i principali dispositivi termoacustici, come refrigeratori e motori, con anche un’interessante analogia teorica con il laser ottico (tanto per “mischiare” ancora le cose!!).

Concludo descrivendo in breve il principio delfrigorifero acustico: un altoparlante crea delle onde sonore (quindi di rarefazione e compressione) all’interno di una camera speciale posta nel frigorifero. La compressione porta a un riscaldamento del mezzo, mentre la rarefazione a un raffreddamento. Organizzando le frequenze del suono, si può ottenere di sfruttare le onde di rarefazione e compressione per estrarne il calore e quindi raffreddare l’interno.
Si tratta dello stesso meccanismo usato attualmente nei frigoriferi, solo che oggi le operazioni di compressione e rarefazione che, opportunamente organizzate, permettono di sottrarre calore dall’interno sono affidate a una pompa. Inoltre i frigoriferi odierni devono utilizzare un gas particolare, altamente inquinante, mentre con la tecnologia a onde sonore si possono usare anche solo acqua e aria.