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L’arrivo dell’aria condizionata

Leonardo Panerati 17/07/2022

Il 17 luglio 1902 l’ingegnere americano Willis Haviland Carris inventò il primo condizionatore d’aria

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Willis Haviland Carrier, inventore del moderno condizionatore

Fin dagli albori della storia umana vi sono stati tentativi di raffreddare la propria temperatura e quella dell’ambiente circostante. Nella preistoria venivano utilizzati neve e ghiaccio. Nell’antico Egitto le persone appendevano canne alle finestre con acqua che gocciolava da esse, evaporando e raffreddando l’aria attraverso la finestra, un metodo che aumentava anche l’umidità, particolarmente utile in un clima desertico. Nella Persia medievale l’uso di cisterne e torri del vento era impiegato per raffreddare la temperatura interna degli edifici. Nella Cina del secondo secolo l’ingegnere meccanico Ding Huan inventò un ventilatore con sette ruote di 3 metri di diametro mosse manualmente da dei prigionieri.

Nel 1558, Giambattista della Porta descrisse un metodo per raffreddare il ghiaccio a temperature molto al di sotto del suo punto di congelamento mescolandolo con nitrato di potassio (allora chiamato “nitro”) nel suo popolare libro di scienze Magia Naturale. Nel 1620, Cornelis Drebbel dimostrò come “Trasformare l’estate in inverno” per Giacomo I d’Inghilterra, raffreddando parte della Sala Grande dell’Abbazia di Westminster con un apparato di abbeveratoi e tini. Il contemporaneo di Drebbel, Francis Bacon, come della Porta un credente nella comunicazione della scienza, potrebbe non essere stato presente alla manifestazione, ma in un libro pubblicato più tardi nello stesso anno, lo descrisse come “esperimento di congelamento artificiale” e disse che “il nitro (o piuttosto il suo spirito) è molto freddo, e quindi il nitro o il sale quando aggiunto alla neve o al ghiaccio intensifica il freddo di quest’ultimo, il nitro aggiungendo al proprio freddo, ma il sale fornendo attività al freddo della neve.”

Nel 1758, Benjamin Franklin e John Hadley, professore di chimica all’Università di Cambridge, condussero un esperimento per esplorare il principio dell’evaporazione come mezzo per raffreddare rapidamente un oggetto. Franklin e Hadley hanno confermato che l’evaporazione di liquidi altamente volatili (come alcol ed etere) potrebbe essere utilizzata per abbassare la temperatura di un oggetto oltre il punto di congelamento dell’acqua. Hanno condotto il loro esperimento con il bulbo di un termometro a mercurio in vetro come oggetto e con un soffietto utilizzato per accelerare l’evaporazione. Hanno abbassato la temperatura del bulbo del termometro fino a -14 ° C (7 ° F) mentre la temperatura ambiente era di 18 ° C (64 ° F). Franklin ha notato che subito dopo aver superato il punto di congelamento dell’acqua 0 ° C (32 ° F), sulla superficie del bulbo del termometro si è formata una sottile pellicola di ghiaccio e che la massa di ghiaccio aveva uno spessore di circa 6 mm (1⁄4 in) quando hanno interrotto l’esperimento al raggiungimento di -14 ° C (7 ° F). Franklin concluse: “Da questo esperimento si può vedere la possibilità di congelare a morte un uomo in una calda giornata estiva.”

La prima macchina frigorifera centrifuga inventata da Willis H Carrier il padre

Il XIX secolo ha visto una serie di sviluppi nella tecnologia di compressione. Nel 1820, lo scienziato e inventore inglese Michael Faraday scoprì che la compressione e la liquefazione dell’ammoniaca poteva raffreddare l’aria quando l’ammoniaca liquefatta veniva lasciata evaporare. Nel 1842, il medico della Florida John Gorrie utilizzò la tecnologia dei compressori per creare il ghiaccio, che usò per raffreddare l’aria per i suoi pazienti nel suo ospedale di Apalachicola, in Florida. Sperava di poter utilizzare la sua macchina per la produzione del ghiaccio per regolare la temperatura degli edifici e immaginava l’aria condizionata centralizzata che potesse raffreddare intere città. Nel 1851, James Harrison creò la prima macchina meccanica per la produzione di ghiaccio a Geelong, in Australia, e gli fu concessa un brevetto per un sistema di refrigerazione a compressione di vapore etere nel 1855 che produceva tre tonnellate di ghiaccio al giorno. Nel 1860, Harrison fondò una seconda società del ghiaccio e in seguito entrò nel dibattito su come competere con il vantaggio americano delle vendite di carne bovina refrigerata nel ghiaccio nel Regno Unito.

L’elettricità ha reso possibile lo sviluppo di unità efficaci. Nel 1901, l’inventore americano Willis H. Carrier costruì quella che è considerata la prima unità di condizionamento elettrica moderna. Nel 1902 installò il suo primo sistema di condizionamento dell’aria, nella Sackett-Wilhelms Lithographing & Publishing Company a Brooklyn, New York; la sua invenzione controllava sia la temperatura che l’umidità, il che aiutava a mantenere le dimensioni della carta e l’allineamento dell’inchiostro coerenti a l’impianto di stampa. Successivamente, insieme ad altri sei dipendenti, Carrier ha costituito la Carrier Air Conditioning Company of America, un’azienda che nel 2020 ha impiegato 53.000 dipendenti ed è stata valutata a 18,6 miliardi di dollari.

Nel 1906, Stuart W. Cramer di Charlotte, nella Carolina del Nord, stava esplorando modi per aggiungere umidità all’aria nella sua fabbrica tessile. Cramer ha coniato il termine “aria condizionata”, usandolo in una richiesta di brevetto che ha depositato quell’anno come analogo a “condizionamento dell’acqua”, allora un noto processo per rendere i tessuti più facili da lavorare. Ha combinato l’umidità con la ventilazione per “condizionare” e cambiare l’aria nelle fabbriche, controllando l’umidità così necessaria negli impianti tessili. Willis Carrier ha adottato il termine e lo ha incorporato nel nome della sua azienda.

L’aria condizionata domestica decollò presto. Nel 1914, a Minneapolis, nella casa di Charles Gilbert Gates, fu installata la prima aria condizionata domestica.

Le case automobilistiche iniziarono a esplorare modi per utilizzare l’aria condizionata nei veicoli e il 1933 fu anche l’anno in cui furono offerti in vendita i primi sistemi di condizionamento dell’aria per automobili. Nel 1935, Chrysler Motors introdusse la prima pratica unità di condizionamento dell’aria semiportatile. Nel 1939, Packard divenne la prima casa automobilistica a offrire un’unità di condizionamento dell’aria nelle sue auto.

Le innovazioni nella seconda metà del XX secolo hanno consentito un uso molto più diffuso dei condizionatori d’aria. Nel 1945, Robert Sherman di Lynn, nel Massachusetts, inventò un condizionatore d’aria portatile per finestre che raffreddava, riscaldava, umidificava, deumidificava e filtrava l’aria. Alla fine degli anni ’60, la maggior parte delle case residenziali di nuova costruzione negli Stati Uniti aveva l’aria condizionata centralizzata. Le unità di condizionamento dell’aria durante questo periodo sono diventate anche più economiche, il che ha comportato una maggiore crescita della popolazione negli stati della Florida e dell’Arizona.

Poiché lo sviluppo internazionale ha aumentato la ricchezza in tutti i paesi, l’uso globale dei condizionatori d’aria è aumentato. Si stima che nel 2018 siano state installate in tutto il mondo 1,6 miliardi di unità di condizionamento dell’aria e l’Agenzia internazionale per l’energia prevede che questo numero aumenterà fino a raggiungere i 5,6 miliardi di unità entro il 2050. Tra il 1995 e il 2004, la percentuale di famiglie urbane in Cina con condizionatori d’aria è aumentata dall’8% al 70%. A partire dal 2015, quasi 100 milioni di case, o circa l’87% delle famiglie statunitensi, avevano sistemi di aria condizionata. Nel 2019 è stato stimato che il 90% delle nuove case unifamiliari costruite negli USA includesse l’aria condizionata.

Immagine d’apertura: una serie di condizionatori d’aria all’esterno di un edificio per uffici commerciali

Bibliografia e fonti varie

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