Dopo tre anni di caldo record, questo si preannuncia come un'altra estate rovente. L'aria condizionata? Non se ne va da nessuna parte. L'Agenzia Internazionale dell'Energia prevede che il numero di condizionatori triplicherà entro il 2050. Questo è positivo per la salute – uno studio di Lancet ha stimato che l'aria condizionata ha prevenuto quasi 200.000 morti premature solo nel 2019 – ma negativo per il pianeta. Il freddo artificiale già rappresenta il 7% del consumo elettrico globale e il 3% delle emissioni di gas serra, e se smaltiti in modo improprio, i condizionatori possono perdere refrigeranti con un potenziale di riscaldamento globale superiore a quello dell'anidride carbonica.

Sentendo il caldo, numerosi scienziati e startup sperano di potenziare il raffreddamento a stato solido, attualmente utilizzato su piccola scala per cose come mini-frigoriferi, batterie per veicoli elettrici e alcuni computer da gioco di fascia alta. I condizionatori tradizionali trasferiscono calore usando un compressore e una ventola per far circolare un refrigerante e trasformarlo da liquido a gas. I sistemi a stato solido, d'altra parte, muovono il calore attraverso materiali conduttivi come gadolinio e tellururo di bismuto – che potrebbero teoricamente raffreddare spazi e superfici con meno effetti collaterali disordinati.

Il problema è se possono eguagliare l'efficienza dei condizionatori convenzionali. "Una delle domande chiave che rimangono è perché i raffreddatori a stato solido non sono efficienti quanto i cicli termodinamici tipici", dice Pramod Reddy, professore di ingegneria meccanica all'Università del Michigan che studia il trasferimento di calore.

Sono in corso ricerche e programmi pilota per testare una serie di approcci. La Mimic Systems con sede a Brooklyn utilizza il raffreddamento termoelettrico, che fa passare una corrente attraverso materiali semiconduttori per spostare il calore da un lato all'altro. Il suo sistema di controllo climatico a livello di stanza è in fase pilota in un appartamento a Vancouver. L'azienda tedesca Magnotherm sta per testare il suo sistema, che si basa su un setup magnetocalorico che trasferisce calore magnetizzando e smagnetizzando i materiali, in una catena di supermercati. Un team di Hong Kong ha annunciato che il suo dispositivo elastocalorico, il cui materiale si riscalda e si raffredda mentre si espande e si contrae, può scendere sotto 0 °C. E la britannica Barocal punta sui sistemi barocalorici, che cambiano temperatura in risposta a variazioni di pressione.

Ma gli esperti, soprattutto in termoelettrici, hanno dubbi su quanto qualsiasi schema a stato solido possa competere. Per la maggior parte dei moderni sistemi HVAC, il coefficiente di prestazione (COP) è 3, spiega Jeff Snyder, professore alla Northwestern University che studia conducibilità elettrica e termica. Ciò significa essenzialmente che il sistema sposta tre unità di calore per ogni unità di energia che vi entra. I termoelettrici in particolare tendono ad avere prestazioni molto più basse ad alti livelli di variazione di temperatura, dice Snyder, il che significa che sono più adatti per usi di nicchia come raffreddare la parte posteriore di un sedile dell'auto.

L'efficienza, tuttavia, non è tutto, sostiene Lindsay Rasmussen, manager dell'acceleratore di tecnologia climatica Third Derivative del Rocky Mountain Institute, che supporta sia Magnotherm che Mimic. Negli Stati Uniti, la maggior parte dei condizionatori attualmente in uso impiega un refrigerante chiamato R410A, che ha un potenziale di riscaldamento globale oltre 2.000 volte superiore a quello dell'anidride carbonica. Inoltre, le loro parti mobili possono renderli meno durevoli, specialmente rispetto a un modello a stato solido che è meno complesso meccanicamente.

Tuttavia, la scarsità di unità rende difficile rispondere alla domanda sull'efficienza. Per capire quanto funzionino bene le alternative, dice Rasmussen, i ricercatori devono confrontare il loro consumo energetico a lungo termine con quello dei modelli convenzionali invece di limitarsi a guardare il COP. Mimic sostiene, ad esempio, che il suo modello a livello di stanza dovrebbe eguagliare il consumo di un tipico condizionatore nell'arco di un anno. Anche i sistemi elastocalorici e barocalorici sono promettenti, aggiunge Rasmussen, ma i prototipi a livello di stanza sono probabilmente a due o tre anni di distanza.

Alla fine, la probabilità che il raffreddamento a stato solido possa sostituire l'aria condizionata a compressore è scarsa. Ma mentre il pianeta si riscalda e luoghi come l'India installano decine di milioni di nuovi condizionatori nel prossimo decennio,