Caterina falleni isia Bachelor Thesis by Caterina Falleni

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

PERCORSO PROGETTUALE

RICERCA E CONTESTO

UN PROBLEMA DI SOSTENIBILITA’ ENERGETICA cosa si intende con la parola sostenibilità? L’Italia un paese in testa per il consumo di elettrodomestici Il frigorifero un elettrodomestico energivoro

I FRIGORIFERI DOMESTICI analisi dei prodotti esistenti 2 tendenze formali design e sperimentazioni

ANALISI E AMBITO PROGETTUALE

NORMATIVE ecolabel legge HACCP

STORIA E METODI DI CONSERVAZIONE ALIMENTARE freddo QUAL’E’ IL CORRETTO METODO caldo DI CONSERVAZIONE? addittivi naturali frutta e verdura addittivi chimici corretta conservazione analisi comportamentali

FUNZIONAMENTO EVAPORATIVE COOLING energia in transito quattro variabili: umidità relativa_permeabilità_ventilazione_ area evaporazione caratteristiche dei tre livelli/fasi

Capitolo 1

PROGETTO FREEIJIS

REFRIGERAZIONE SENZA ENERGIA ELETTRICA Evaporative cooling analisi prodotti esistenti prototipi e prodotti per paesi in via di sviluppo prodotti e concept per paesi industrializzati

Un problema di sostenibilità energetica

PROTOTIPO

SVILUPPO TECNOLOGIA ventilazione umidità superficie esterna permeabilità SPERIMENTAZIONI sistema pot in pot

FREEIJIS PROJECT Freeijis cosa significa? definizione dei valori definizione dell’utenza definizione dei percorsi narrativi concept e vincoli

ANALISI DEL PRODOTTO 3 morfologia di Freeijis descrizione dei componenti modalità d’utilizzo

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

Capitolo 1 Indice

INDICE

Un problema di sostenibilità energetica

INTRODUZIONE, 7

PARTE PRIMA - RICERCA E CONTESTO

PARTE SECONDA - ANALISI E AMBITO PROGETTUALE

PARTE TERZA - PROGETTO FREEIJIS

1 UN PROBLEMA DI SOSTENIBILITA’

5 REFRIGERAZIONE SENZA ENERGIA

8 SPERIMENTAZIONI, 101

ENERGETICA, 11 1.1 Cosa si intende con la parola sostenibilità?, 11 1.2 L’Italia un paese in testa per il consumo di elettrodomestici, 12 1.3 Il frigorifero un elettrodomestico energivoro, 14

2 I FRIGORIFERI DOMESTICI, 19 2.1 Analisi dei prodotti esistenti, 20 2.2 Tendenze formali, 23 2.3 Design e sperimentazioni, 11

3 STORIA E METODI DI CONSERVAZIONE

ALIMENTARE, 29 3.1 Freddo, 32 3.2 Caldo, 35 3.3 Addittivi naturali, 37 3.4 Addittivi chimici, 39

4 QUAL’E’ IL CORRETTO METODO DI

CONSERVAZIONE?, 41 4.1 Frutta e verdura, 41 4.2 Corretta conservazione, 41 4.3 Analisi comportamentali, 44 4.4 Consumo in dati e statistiche, 45 4.5 Locale VS globale, 51

ELETTRICA, 53 5.1 Evaporative cooling, 53 5.2 Analisi prodotti esistenti, 54 5.2.1 Prototipi e prodotti per paesi in via di sviluppo, 56 5.2.2 Prodotti e concept per paesi industrializzati, 62

6 FUNZIONAMENTO EVAPORATIVE

COOLING, 69 6.1 Energia in transito, 69 6.2 Quattro variabili determinanti il successo del sistema, 71 6.3 Caratteristiche dei tre livelli/fasi, 75

7 SVILUPPO TECNOLOGIA, 83

7.1 Umidità, 84 7.2 Ventilazione, 86 7.3 Superficie esterna, 91 7.4 Materiali, 93

8.1 Sistema pot in pot, 102 8.2 Esperimento 2 e 3, 105

9 PROGETTO FREEIJIS, 117

9.1 Freeijis cosa significa?, 117 9.2 Definizione dei valori, 118 9.3 Definizione dell’utenza, 120 9.4 Definizione dei percorsi narrativi, 122 9.5 Ergonomia e interazione, 125 9.6 Concept e vincoli progettuali, 128

10 ANALISI DEL PRODOTTO, 135 10.1 Morfologia di Freeijis, 135 10.2 Modalità d’utilizzo, 144 10.3 Visualizzazione, 148 10.4 Realizzazione prototipo, 159

Conclusioni: Freeijis un progetto ancora aperto, 165 Allegato A: criterio ecolabel, marchio ecologico frigoriferi, 167 Allegato B: legge HACCP, criteri ministeriali per la conservazione alimentare, 170 Riferimenti bibliografici, 173 Ringraziamenti, 175

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

Capitolo 1 Introduzione

Un problema di sostenibilità energetica

Introduzione Riflessioni e obiettivi progettuali

Freeijis è un progetto sperimentale la cui idea embrionale è nata

ci concentriamo attivamente sul "qualcosa", sull'obbiettivo che è

qualche mese fa, durante un periodo passato in Africa, dove ho

appena stato raggiunto, dimenticando in fretta le risorse che sono

notato svariate soluzioni semplici ed efficaci a problemi quotidiani

state impiegate affinchè ciò accadesse.

che in Italia, e più generalmente in occidente, sono risolti in maniera molto diversa.

Siamo ormai assuefatti all’utilizzo dei combustibili fossili, ne siamo totalmente dipendenti, proprio come si diventa dipendenti di un

Queste semplici soluzioni a problemi comuni mi hanno portata a

cattivo stile di vita; esistono energie alternative, ma la realtà ci è

riflettere sull'eticità dell'eccessivo consumo di energie, derivato

servita "vecchio stile", e cambiare rotta sembra sempre più difficile.

dall’uso incessante e scriteriato che i paesi industrializzati fanno degli elettrodomestici, e in generale di tutto ciò che necessita di

Pur essendo vero che sia necessario tempo prima che queste

energia, come se fosse una fonte illimitata.

cattive abitudini abbiano un impatto davvero negativo sulla nostra vita, è altrettanto vero che alla fine possano persino uccidere.

Forse, la semplicità di utilizzo e la totale accessibilità alle nuove forme di tecnologia ha trasformato la maggior parte degli oggetti

Il ruolo del progettista, oggi, dovrebbe essere quello di ideare

che ci circonda in "scatole magiche", capaci di adempiere a svariate

oggetti utili che allo stesso tempo riportino l'utilizzatore ad essere

funzioni senza che ne conosciamo il perchè.

protagonista attivo e non passivo: oggetti che comunichino

Premiamo un tasto, apriamo uno sportello, e "per qualche motivo

lasciando libertà e creatività di intervento, che riportino a tutti un po’

succede qualcosa": spesso, ignorando quel "per qualche motivo"

di sana consapevolezza e di capacità di creare.

Il ruolo del progettista,

oggi, dovrebbe essere quello di ideare

oggetti utili che allo

stesso tempo riportino

l'utilizzatore ad essere protagonista attivo e non passivo.

...che riportino a tutti un pò di sana consapevolezza...

Capitolo 1

Introduzione Un problema di sostenibilità energetica

L'obiettivo di questa

tesi è la realizzazione di un progetto in cui

eticità, sostenibilità ed equita siano le linee guida..

necessaria

pertanto

una

progettazione

che

tenga

considerazione problematiche riferite agli aspetti storico-sociali, antropologici, economici, industriali, tecnologici, comunicativi, e una figura di progettista più attento, etico e consapevole, in modo che la sostenibilità ambientale non sia esclusivamente una parola, ma uno stile di vita e di progettazione. L’obiettivo di questa tesi è la realizzazione di un progetto in cui eticità, sostenibilità ed equità siano le linee guida, guidando a un consumo critico. E' un progetto sperimentale, volto a sviluppare un apparato refrigerante, per alimenti, ad uso domestico, che non utilizzi energia elettrica: obiettivo apparentemente difficile ma in realtà realizzabile. Nel momento in cui ho deciso di affrontare questo argomento, mi sono trovata di fronte alla difficoltà di addentrarmi in un tema così arduo e poco esplorato dal mondo occidentale: la sua complessità non porta a un'unica soluzione, ma a una molteplicità di prodotti, strategie, professionalità e politiche adeguate. La sperimentazione è stata parte fondamentale della progettazione che, oltre a sviluppare teoricamente il funzionamento e la buona riuscita del sistema oggetto di tesi, ha permesso la convalidazione delle ipotesi teoriche con dati e certezze concrete.

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

PARTE PRIMA

RICERCA E CONTESTO

Capitolo

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

Un problema di sostenibilità energetica 1.1 Cosa si intende con sostenibilità energetica?

Sempre più spesso si parla di Sostenibilità ed in particolare di

questa energia è stata accumulata nelle “vasche” della “fontana

sostenibilità energetica, ma che cosa si intende con la parola

terra” ovvero si è accumulata sottoforma di energia concentrata nei

"sostenibile"?

combustibili fossili. La fontana "terra", fino all’epoca pre-industriale,

"Pensiamo ad una fontana piena di acqua. La fontana avrà dei

era una fontana con tutte le vasche e piscine piene di acqua.

rubinetti di acqua che porteranno dell’acqua alle vasche e piscine

Poi è arrivato l’uomo, che possiamo immaginare come un bambino

della fontana ed avrà delle vie attraverso le quali l’acqua esce.

con il secchiello che gioca con l’acqua. Riempire il secchiello di

Dell’acqua sarà persa attraverso gli spruzzi d’acqua dei getti

acqua rappresenta l’operato dell’umanità. Per riempire il secchiello il

artistici, altra acqua evaporerà a causa del sole, dell’altra sarà usata

bambino può percorrere due vie: una lenta che consiste nel mettere

dai bambini per giocare.

il secchiello sotto un rubinetto ed aspettare che esso si riempia,

Questa fontana si può sostenere solamente se l’apporto di acqua

ed una veloce ovvero immergere il secchiello in una vasca della

uguaglia o è maggiore degli sprechi di acqua. Il concetto di

fontana e riempirlo immediatamente.

sostenibilità può essere rappresentato dal livello di acqua delle

Ultimamente la fontana “Pianeta Terra” vede attorno a se molti

piscine della fontana. Per sostenere questo livello d’acqua dobbiamo

bambini che stanno giocando con i loro secchielli. Li riempiono

limitare i consumi e gli sprechi di acqua oppure aumentare la portata

velocemente immergendoli in una delle vasche della fontana.

dei rubinetti."*

Il rubinetto di apporto dell’acqua non riesce a mantenere le vasche sostenibilità energetica del Pianeta Terra è

completamente piene, quindi il loro livello si sta abbassando."

simile all’esempio della fontana. Il sole ci manda energia che

L’attuale sistema energetico mondiale non è sostenibile, stiamo

possiamo pensare essere il nostro apporto di acqua. "Nel tempo

intaccando troppo velocemente le riserve di energia accumulate dal

La questione della

* da www.economiadellenergia.com

"...l'uomo che come un bambino con il

secchiello gioca con l'acqua...la fontana

"Pianeta Terra" vede attorno a se molti

bambini che stanno con i loro secchielli giocando..."

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

CONSUMI LEGATI A USI CIVILI CORRISPONDONO AL

Pianeta nel corso del tempo.

trasporti.

E come se non bastasse, il portare tutta questa acqua fuori dalla

L’agricoltura industriale e chimica, oggi è la causa di un terzo di

fontana sta allagando la piazza, creando dei disagi di altro tipo.

tutte le emissioni di gas serra che stanno uccidendo il pianeta.

Le emissioni di gas ad effetto serra in atmosfera, ad esempio,

33%

stanno alterando la fascia di ozono. Possiamo immaginare che

Se il nostro futuro, e quello della biosfera, dipendono da come

tutti questi bambini che giocano con l’acqua stiano alterando

produciamo e consumiamo quotidianamente cibo, questo

l’aspetto della piazza in cui la fontana si trova: c’è il rischio che i

carica tutti noi di responsabilità, subito, ora. *

turisti non apprezzino più la piazza con la fontana e non si fermino più nei bar della piazza. E non sappiamo come reagiranno i turisti e le amministrazioni turistiche: l’Umanità non era mai arrivata ad

DI QUELLI

1.2 ITALIA: MAGGIORE CONSUMATRICE DI ELETTRODOMESTICI

inzuppare con così tanta acqua la piazza.

ENERGETICI

Al giorno d’oggi gli elettrodomestici rappresentano utensili che Ogni anno consumiamo molto più di quanto la Terra riesca a

non sono solo utili, ma a dir poco indispensabili. Fanno parte della

fornirci: è stato calcolato che la Terra potrebbe nutrire 10 miliardi

vita quotidiana di tutti noi e il loro utilizzo continuo rende il lavoro

di persone che si alimentassero come gli indiani; 5 miliardi che

domestico molto meno faticoso.

seguissero la dieta degli italiani; ma solo 2,5 miliardi con il regime

Se i consumi legati ad usi civili corrispondono a circa il 50%

alimentare degli statunitensi. Questo perché la metà dei cereali che

della totalità dei consumi elettrici elettrici, e al 33% di quelli

produciamo servono per alimentare gli animali che mangiamo: 820

energetici totali in Italia, va da sé che riuscire a ridurli in maniera

milioni di persone nel mondo muoiono di fame e altre 800 milioni

consistente rappresenterebbe un grande aiuto alla risoluzione

mangiano come se di pianeti a disposizione ne avessero 5.

del problema energetico che assilla il nostro Paese, e il mondo in

ELETTRICI

È stato calcolato che se volessimo estendere a tutto il mondo il

generale. Obiettivo apparentemente difficile, in realtà realizzabile, a

IN ITALIA

tenore di vita degli americani ci vorrebbero cinque pianeti: uno come

partire dalla gestione della risorsa nell’ambito domestico, dove

campi coltivati, uno come oceani, uno come miniere, uno come

attualmente lo spreco rispetto alle reali necessità raggiunge

foreste, uno come discarica di riﬁuti.

il 70%. Le raccomandazioni riguardano accorgimenti minimi da

Il cibo non è solo cibo: tutto è interconnesso. Fertilizzanti, pesticidi,

seguire dentro le nostre case (non tenere gli apparecchi elettrici

erbicidi, carburanti per i trattori, trasformazioni, refrigerazioni,

in stand-by, usare lampadine a basso consumo, usare lavatrice e

50% DI QUELLI

* Buon Appetito – Inchiesta Report su clima e agricoltura 13-04-2008 Di Piero riccardi e Michele buono

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

CONSUMI DOMESTICI

lavastoviglie a pieno carico e nelle ore notturne, ecc.), ma in realtà servirebbero oggetti domestici con meno dispersione energetica, progetti più sostenibili e una maggiore coscienza nello stile di vita.

piccoli elettrodomestici 15% congelatore 13% illuminazione 11%

Dall’analisi delle strutture di spesa contenute nel rapporto “EuropaConsumi” dell’Ufficio Studi Confcommercio, emerge che il

cucina elettrica 10% computer, tv, audio 8%

nostro Paese ha una spesa per consumi pari al 7,5 per cento sul totale e, nella classifica europea dei consumi, l’Italia ha una

lavatrice 6% lavastoviglie 4%

quota pari al 7,5%, primeggiando quanto a spese per mobili ed elettrodomestici.

cuc

70% riscaldamento, 15% elettrodomestici, 10% acqua calda e 5%

FRIGO 33%

CONSUMO CONTINUO

cucina (grafico nella pagina successiva).

1 re ina

Il consumo energetico domestico in Italia è suddiviso in 4 categorie:

ele

ttro

dom

est

ENERGIA NELL’AMBITO DOMESTICO

REALI NECESSITA’

14%

70%

SPRECO RISPETTO

ici

q ac

a ald

riscaldamento 52%

SPRECO rispetto alle reali necessità 13

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

1.3 IL FRIGORIFERO ELETTRODOMESTICO INDISPENSABILE E AD USO CONTINUO

esistono frigoriferi compatti; molto voluminosi e quindi più capienti;

Il miglior tenore di vita, le maggiori esigenze e aspettative di

Ma soprattutto sono cambiate le caratteristiche tecniche, che

comfort e la vita frenetica degli ultimi anni hanno reso i frigoriferi una delle esigenze energetiche domestiche di maggior influenza nel contesto domestico. E’ l’elettrodomestico più diffuso, insieme al televisore. Il 95% delle abitazioni italiane contiene almeno un frigorifero: non se ne può fare a meno. Se lo paragoniamo ad una lavatrice o una lavastoviglie, il frigorifero appare come lo strumento che sopperisce ad un’azione della natura, quella di produrre freddo, piuttosto che ad un'azione umana, diventando strumento necessario alla moderna sopravvivenza. In questi ultimi 50 anni il grande progresso nel mondo occidentale, dovuto prevalentemente alla grande disponibilità di energia, ha portato in ogni casa un aumento esponenziale di comfort, di optional e di elettrodomestici. Fino agli anni ‘50 nelle cucine italiane i cibi venivano conservati in maniera naturale nelle neviere, nelle ghiacciaie, nelle burraie o nelle moscarole (vedi cap. 3) e, quando i frigoriferi hanno preso il sopravvento su questi stili di conservazione, il consumo energetico domestico è aumentato a dismisura e la conoscenza assimilata nei secoli si è persa gradualmente. I frigoriferi in questi anni hanno subito vari cambiamenti, non solo riguardo alle dimensioni: oltre a quelli di dimensioni standardizzate

o il loro colore, che inizialmente era il bianco (e che resta sempre il colore più richiesto), cambia in rosso, blu, giallo, acciaio... consentono di conservare al meglio i cibi consumandone meno. Il frigo è l’elettrodomestico più utilizzato, e rimane in funzione 24 ore al giorno, per cui necessita di un consumo continuo di energia elettrica. Deve avere l’etichetta (Energy Label) della Comunità Europea su cui sono scritti tutti i dati tecnici, funzionali ed energetici, che permettono all’acquirente di facilitarlo nella scelta. Attualmente la valutazione migliore tocca agli apparecchi di classe A++, che sono estremamente efficienti, usando per il circuito refrigerante dei gas eco-compatibili che non sono dannosi per l’ambiente. Oltre ai grandi elettrodomestici, quali il frigorifero, congelatore, lavastoviglie,

forno

microonde,

lavatrice,

lavasciuga,

asciugabiancheria, le nostre abitazioni sono disseminate di molte apparecchiature, chiamate piccoli elettrodomestici, che si collocano soprattutto in cucina: il loro utilizzo è sempre più indispensabile per preparare colazione, pranzo e cena ogni giorno. Ecco l’elenco dei piccoli elettrodomestici più utilizzati in cucina: forni e fornelli, cappe, piani cottura, bistecchiere, lavelli, vaporiere, friggitrici, macchine da caffè, bollitori, cioccolatiere, gelatiere, yogurtiere, centrifughe, tostapane, frullatori, miscelatori, robot da cucina, tritaghiaccio, sbattitori, tritatutto, impastatrici, grattugie,

Capitolo 1

NEGLI ULTIMI 50 ANNI AUMENTO USO ENERGIA NEL DOMESTICO

affettatrici, spremiagrumi, coltelli elettrici, macchine per sottovuoto, bilance da cucina, ecc. In bagno sono presenti molti utili piccoli elettrodomestici per la cura quotidiana del corpo e per l’igiene personale: arricciacapelli, asciugacapelli, piastre stiracapelli, regolacapelli, regolabarba, rasoi elettrici, epilatori e depilatori, spazzolini elettrici, bilance pesapersone, ecc. Oggi troviamo inoltre piccoli elettrodomestici per curare o a tenere

Un problema di sostenibilità energetica

2015

2010

sotto controllo alcune malattie, come ad esempio l’apparecchio dell’aerosol, il misuratore di pressione e le pesapersone. Nelle due pagine successive ho inserito delle schermate prese

+25% tra 1990 e il 2005

da un sito di rilevazioni statistiche che classificano i consumi energetici in tutta Europa, sono presenti il grafico delle Emissioni di Gas Serra e le Dipendenze Energetiche nel quale è molto evidente la pressocché totale dipendenza energetica, quindi politica ed

>>>

economica dell'italia al resto d'europa.

DOPO

1950 15

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

dal sito: http://energy.publicdata.eu/ee/vis.html

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

Capitolo

Capitolo 2 1

Frigoriferi Un problema domestici di sostenibilità energetica

Frigoriferi domestici

Il frigorifero è l’elettrodomestico più diffuso, insieme al televisore. Il 95% delle abitazioni italiane contiene almeno un frigorifero. Tra gli elettrodomestici bianchi è quello di cui non si può fare a meno. Se lo paragoniamo ad una lavatrice o una lavastoviglie, il frigorifero appare come lo strumento che sopperisce ad un’azione della natura, quella di produrre freddo, piuttosto che ad una di natura umana: diventa perciò strumento necessario alla moderna

Il 96% degli italiani ha un frigorifero, è divenuto un

elettrodemistico

indispensabile nelle nostre case

sopravvivenza. Ma siamo certi che il comune frigorifero sia il risultato di una ricerca durata millenni sul giusto modo di conservare gli alimenti? Di seguito ho analizzato, suddividendo per categorie, le diverse tipologie di frigoriferi domestici per funzionamento e forma.

Capitolo 2 1

Frigoriferi Un problema domestici di sostenibilità energetica

2.1 ANALISI DEI PRODOTTI ESISTENTI

temperature dei due vani.

I frigoriferi domestici da libera installazione sono larghi normalmente

5. I frigoriferi autoventilati

60 cm e si dividono nelle seguenti tipologie:

Nei modelli da installare sottopiano è presente un sistema di ventilazione posto sotto l’apparecchio per migliorare la temperatura

1. Frigoriferi Statici

nella zona incassata e nell’alloggiamento del compressore. Questo

Sono i classici frigoriferi della tradizione del freddo, senza

evita di effettuare fori di areazione sul piano di lavoro della cucina,

ventilazione forzata interna.

creando una totale integrazione che non ne comprometta l’estetica.

2. Frigoriferi No-Frost Sono i frigoriferi dove il freddo ventilato è convogliato in ogni reparto, sia frigo che freezer, attraverso un sistema di canalizzazioni. Il meccanismo, attraverso la ventilazione forzata, impedisce la formazione di brina evitando quindi le operazioni di sbrinatura. 3. Frigoriferi statici con ventola. Sono apparecchi della nuova generazione dotati di un nuovo sistema di ventilazione costituito da una ventola sulla parete interna che ristabilisce la temperatura ideale all’interno del comparto frigorifero in breve tempo dopo l’apertura della porta e assicura un raffreddamentopiù rapido dei cibi. Il giusto grado di umidità è realizzato dall’aria in continua circolazione. 4. Frigoriferi Dual-Cold Sono i frigoriferi dotati di un esclusivo sistema controllato da un microchip che garantisce una refrigerazione più efficiente e più flessibile. Un solo compressore alimenta un doppio circuito di raffreddamento, ottimizzando la ripartizione del freddo tra comparto frigorifero e cella freezer. Inoltre è possibile regolare indipendentemente le

Capitolo 2 1

Frigoriferi Un problema domestici di sostenibilità energetica

I frigoriferi da incasso sono raggruppabili in cinque famiglie: 1. monoporta disponibili sia in versione “tutto frigo”, che con celletta freezer all’interno del vano frigo, con un unico termostato; 2. doppia porta con un congelatore di minore capienza,

posizionato

nella

parte

superiore

dell’apparecchio, con un unico termostato; 3. sottopiano di ingombro ridotto per l’inserimento sotto il piano di lavoro, autoventilati, caratterizzati da cerniere autoportanti, con un unico termostato; 4. combinati dove il frigo è sovrapposto, per una migliore accessibilità, al congelatore. Le due parti, nel modello bicompressore, sono alimentate ciascuna da un proprio compressore, con due termostati indipendenti, e possono quindi essere regolati separatamente ed anche spenti singolarmente. Nel modello monocompressore il termostato è unico per ambedue le parti; 5. side by side disponibili sia in versione “tutto frigo”, che con congelatore; l’apertura a due ante favorisce la suddivisione degli alimenti e permette la diversificazione delle temperature.

Tipi di sportelli Tipo a cassetto Questo tipo di sportello viene utilizzato soprattutto per il freezer. Ha il vantaggio che si può utilizzare al meglio lo spazio, mantenendo la temperatura interna. Nel congelatore si mettono alimenti solidi (prodotti surgelati) ed è utilizzato un innovativo sistema di apertura a scorrimento, per cui è possibile estrarre il cassetto quasi completamente. La camera per conservare le verdure in verticale Tutte le verdure crescono in senso verticale, conservandole in questa posizione si riduce la comparsa del gas etilenico e si conservano più a lungo le vitamine Regolatore dell’umidità Per le verdure, l’ambiente di conservazione ideale deve avere un grado di umidità superiore all’80%, e 8°C di temperatura. Con questo sistema è possibile mantenere il 95% di umidità per il settore, in modo che le verdure possano durare più a lungo. Usando lo stesso sistema si possono conservare i cibi (es:

Capitolo 2 1

Frigoriferi Un problema domestici di sostenibilità energetica

panini, insalata tagliata, frutta tagliata, torte) senza pellicola. Ogni refrigeratore abbassa la temperatura ma sottrae anche umidità: al contrario, con questo sistema, si raffredda indirettamente l’aria interna (vedi immagine) mantenendo l’umidità esterna. Plasma filter Con questo filtro è possibile eliminare i batteri, il gas etilenico e il cattivo odore. Questo sistema (TOSHIBA) è installato nella camera delle verdure e nella parte frigo. Eliminando il gas etilenico si possono conservare

al meglio sia le verdure che qualsiasi altro alimento. Con questo sistema l’aria pulita passa in tutte le sezioni del frigorifero in ogni momento.

Luce di coltura (LED) Posizionando delle apposite luci LED nei cassetti, le verdure possono continuare la fotosintesi all’interno del frigorifero. Grazie a questo sistema (MITSUBISHI) viene garantita la freschezza e le verdure possono durare più a lungo.

Capitolo 2 1

Frigoriferi Un problema domestici di sostenibilità energetica

2.2 TENDENZE FORMALI Dopo aver descritto le principali caratteristiche dei prodotti

idealmente l’opposizione dell’aspetto formale: da una parte una

attualmente più diffusi in commercio, passiamo ora a definire le

sensazione di freddo in senso globale dell’esperienza, che ha un

principali tendenze formali che investono il panorama legato alla

preciso significato per l’utente; dall’altra i colori caldi, che alludono al

progettazione di frigoriferi domestici.

contenuto del frigo, la natura, di per sè simbolo degli alimenti.

Le linee estetiche più seguite ed utilizzate in questo particolare settore progettuale sono principalmente di due tipi:

LINEE SQUADRATE

LINEE MORBIDE

- Quella simmetrica con linee morbide: forme sinuose con evidenti richiami al panorama morfologico proprio degli elementi naturali. Emblematico è l’esempio della linea classica Smeg che con i suoi volumi compatti ad angoli smussati, e con un design sobrio ed essenziale, è stata una delle prime ad avanzare proposte progettuali con linee che ricordano la natura, e la tradizione, per un oggetto altamento tecnologico. - quella simmetrica squadrata: segue tendenzialmente i principi della simmetria ed è caratterizzata principalmente da forme

OPPOSIZIONE

geometriche più o meno elementari. Questa tipologia è stata la

FORMALE E CROMATICO DEI FRIGORIFERI DOMESTICI

ASSIOLOGICA

RIGUARDANTE

L’ASPETTO

più adottata dai produttori di frigoriferi domestici in tempi recenti, alcuni esempi potrebbero essere Whirlpool, Rex e Miele. Grazie alla geometrizzazione estrema della morfologia, i prodotti hanno richiami concettuali alle alte prestazioni e alle tecnologie usate. Questa tipologia formale fu affrontata negli anni settanta, con saturazione del mercato degli elettrodomestici: ogni “tondità” venne fatta scomparire entro la rigidità della “piegatura a tangenziale"*. Per quanto riguarda l’opposizione assiologica dell’aspetto cromatico, si contrappongono due tipologie di colori che partono da gradazioni di grigi fino a colori “vivaci” o caldi,, che seguono

GRADAZIONE DEI GRIGI sensazione di fresco

COLORI “VIVACI” sensazione di natura (del suo contenuto)

* Lavorazione meccanica con la quale si deforma un determinato oggetto applicandogli delle forze. Questo tipo di piegatura divenne molto utilizzata con la progressiva industrializzazione del Paese.

Capitolo 2 1

Frigoriferi Un problema domestici di sostenibilità energetica OPPOSIZIONE ASSIOLOGICA RIGUARDANTE L’ASPETTO FORMALE E CROMATICO DEI FRIGORIFERI DOMESTICI LINEE SQUADRATE

GRADAZIONI DEI GRIGI

COLORI “VIVACI”

LINEE MORBIDE

Capitolo 2 1

Frigoriferi Un problema domestici di sostenibilità energetica

2.3 DESIGN E SPERIMENTAZIONI Negli ultimi anni il mercato dei frigoriferi ha subito un enorme incremento e sviluppo in settori specializzati, come quello dei mini frigoriferi portatili e multifunzionali, investendo grandi risorse nella ricerca per il risparmio energetico. Le motivazioni non possono essere che ampiamente connesse al cambiamento dello stile di vita dell’uomo. La società, che porta a continui spostamenti e alla necessità di consumare cibi al di fuori dell’ambiente domestico, ha fatto nascere i cosiddetti frigoriferi da auto, provenienti forse dai padri “frigo per camper o roulotte”. Le aziende hanno subito immesso sul mercato frigoriferi a bassissimo costo con capienze minime, anche 5 litri, che utilizzano la tecnologia delle celle di peltier, e che sempre più diventano di uso domestico. Il design è intervenuto in modo semplice apportando soluzioni formali puramente estetiche. Quasi tutti i modelli hanno le stesse caratteristiche, utilizzano celle di Peltier che funzionano a 12 o 220 volts e possono fare sia freddo che caldo, raggiungendo temperature non inferiori a 4° e non superiori a 50°. Tra i modelli speciali che coprono un mercato di nicchia, o fanno parte di sperimentazioni e studi di aziende e di designer, figurano poche alternative al frigorifero classico, e risultano scarsi i tentativi di miglioramento qualitativo in termini di efficienza economica-praticoformale. Pochissimi i modelli che utilizzano una carica dall’alto. E’ risaputo che l’aria fredda tende verso il basso, difatti in questa tipologia d’apertura dello sportello non si favorisce la fuoriuscita dell’aria raffreddata all’interno dello scomparto, cosa che avviene sistematicamente nel modello con sportello laterale. I frigoriferi, le

celle frigo dei supermercati, i frigobar dei gelati confezionati, hanno quasi sempre questo connubio forma-funzione, dove la merce è ben visibile e non vi sono sprechi di energia. Una caratteristica che viene sempre considerata sui progetti sperimentali è la visibilità degli alimenti contenuti nello scomparto frigo. Una considerazione che è nata spontanea è stata quella di comprendere il motivo per cui il frigorifero classico è costruito sempre come un armadio chiuso. In questo modo l’utilizzatore dovrà sempre aprire lo sportello per vederne il contenuto. Se consideriamo quanto tempo passiamo con lo sportello aperto a decidere cosa prendere, è facile comprendere come un ipotetico frigo trasparente possa far risparmiare in termini di consumi. Certo la trasparenza ha un diverso valore estetico e presuppone un sistema di antiappannamento e di efficienza isolante diverso dall’uso del comune sportello, ma ciò che ostacola maggiormante il diffondersi di questa tipologia è il valore socioculturale di un luogo che ne diviene quasi privato all’interno dell’ambiente domestico. L’esigenza di creare l’ambiente adatto per ogni tipo di alimento ha fatto nascere altre tipologie di frigoriferi con funzioni specifiche, adatti ad un solo tipo di alimento o bevanda. Ad esempio i frigocantina che creano le condizioni ideali in ambienti domestici per la conservazione del vino, oppure i famosi distributori di acqua importati dal Nuovo Continente.

L’esigenza di creare

l’ambiente adatto per ogni tipo di alimento ha fatto nascere altre tipologie di

frigoriferi con funzioni specifiche...

Questo caso particolare serve a “erogare”, a temperatura voluta, un solo tipo di alimento: l’acqua, che non ha bisogno del freddo per esser conservata, ma viene raffreddata al momento del consumo.

Capitolo 2 1

Frigoriferi Un problema domestici di sostenibilità energetica

e dei piatti: il tema dell’edizione 2010 era “La seconda era spaziale”. Il vincitore di questa edizione è Bio Robot Refrigerator, del russo Yuriy Dmitriev. Quattro volte più piccolo di un frigorifero convenzionale, Bio Robot raffredda il gel biopolimerico di cui è costituito grazie alla luminescenza. Eliminati i ripiani, questo gel non appiccicoso e privo di odore avvolge i prodotti creando una specie di tasca sospesa, che consente un facile accesso agli alimenti. Il nuovo elettrodomestico, privo di porte, cassetti e motore, può così destinare ben il 90% dell’ingombro a ciò per cui è stato ideato. Allo stesso tempo Alcuni modelli, che utilizzano le celle di Peltier sono in grado di produrre acqua calda o fredda. L’influenza della domotica e la diffusione delle tecnologie “a distanza” non poteva non interessare anche il campo dei frigoriferi domestici, si è sentito parlare di frigoriferi capaci di gestire la nostra spesa e ordinare a casa quello che mancava dalle nostre scorte alimentari. Oggi questa realtà non ci appare più tanto lontana, e forse la curiosità di vedere “cosa c’è in frigo” rimarrà soltanto un ricordo. Per ora la Electrolux, che tra le grandi del settore è di gran spicco per il settore ricerca, ogni anno indìce il concorso Electrolux Design Lab, e quest’anno ha visto gli studenti impegnati a pensare soluzioni per le abitazioni del 2050, quando si prevede, secondo l’ONU, che il 74% della popolazione vivrà in zone urbane. Electrolux ha invitato gli studenti a sviluppare idee per vivere con qualità spazi domestici sempre più piccoli, con particolare attenzione alla preparazione e conservazione dei cibi, al lavaggio degli indumenti

cibi, bevande e prodotti freschi sono sempre a portata di mano: gli odori sono contenuti, e i diversi alimenti sono mantenuti alle rispettive temperature ottimali, grazie a dei bio robot. Il frigorifero estremamente versatile - può essere appeso in verticale, orizzontale e persino al soffitto – è disponibile in varie misure e dimensioni, per adattarsi perfettamente a qualunque esigenza abitativa. Ad ogni modo questa tendenza attuale a creare l'ambiente adatto per ogni tipo di alimento può solamente confermare i propositi progettuali di questa tesi.

Capitolo 2 1

Frigoriferi Un problema domestici di sostenibilità energetica

Electrolux Design Lab 8 concept per spazi domestici sempre più piccoli, per preparazione e conservazione dei cibi

Elements Modular Kitchen, Matthew Gilbride, USA –

Cucina modulare a muro

Eco Cleaner, Ahi Andy

Mohsen, Iran – Una lavapiatti portatile e compatta

Bio Robot Refrigerator,

Yuriy Dmitriev, Russia –

Refrigerazione, ecologia e

Dismount Washer, Lichen

conservazione dei cibi

Guo, China – La lavanderia “salvaspazio”

The Snail, Peter Alwin,

India – Riscaldamento a microinduzione External Refrigerator,

Nicolas Hubert, Francia – Refrigerazione esterna

Clean Closet, Michael

Edenius, Svezia – Lava e asciuga “tutto in uno”

The Kitchen Hideaway, Daniel Dobrogorsky, Australia

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

Capitolo

Capitolo 3 1

Storia Un problema e metodi didi sostenibilità conservazione energetica alimentare

Storia e metodi di conservazione alimentare Il cibo è storia La storia della conservazione degli alimenti ha inizio,

seccava e non perdeva commestibilità, gli animali che restavano

probabilmente, con la comparsa dell’uomo sulla Terra.

sepolti sotto la neve e il ghiaccio o i pesci che restavano inclusi nelle

La conservazione di un alimento ne permette l’utilizzazione

saline naturali sono sicuramente stati i primi esempi di conserve.

differenziata nel tempo e nello spazio, svincolata da limitazioni

La conservazione degli alimenti è l’insieme delle tecniche

temporali e logistiche. Conservare un alimento per poterlo

che servono a rallentare i processi di alterazione a cui vanno

consumare in tempi e luoghi diversi da quelli di produzione è

incontro gli alimenti sia per effetto del tempo che dell’ambiente

stata quindi un’esigenza che, se non ha interessato i primi esseri

esterno, mantenendone inalterate le proprietà nutritive ed

umani che vivevano allo scopo di procurarsi cibo da consumare

organolettiche. È risaputo, infatti, che tutti i prodotti alimentari

immediatamente, sicuramente è diventata una necessità per

con il passare del tempo si alterano, perdendo caratteristiche

le prime forme sociali, soprattutto via via che da nomadi si

organolettiche e potere nutritivo. Le alterazioni sono provocate

trasformavano in stanziali iniziando l’attività agricole di produzione

dall’azione separata e/o combinata di: microrganismi, enzimi,

vegetale e allevamento animale. Non si può risalire a quale popolo,

acqua, ossigeno. I metodi di conservazione degli alimenti si basano

o a quale inventore, si possano collegare con certezza i processi

sulla creazione sfavorevole allo sviluppo, all’attività e alla vita stessa

di congelamento, essiccazione, salatura e affumicamento; si

dei microrganismi.

La conservazione degli alimenti è l'insieme di techiche che servono

a rallentare i processi di alterazione...

può senz’altro affermare che tali procedimenti, che stanno alla base di tecniche di conservazione tuttora utilizzate, si possono far risalire alla preistoria. Fu la natura stessa a indicare le prime possibilità di conservazione: la frutta che restava sugli alberi,

Capitolo 3 1

Storia Un problema e metodi didi sostenibilitĂ conservazione energetica alimentare

LE TECNICHE PIUâ&#x20AC;&#x2122; USATE SONO: il calore

Sterilizzazione Pastorizzazione

il freddo

Al fresco Refrigerazio Congelazione Surgelazione

essiccamento affumicatura liofilizzazione

additivi naturali

sotto vuoto o a inscatolamento additivi artificiali

Oli e grassi Sale Aceto Zucchero Alcool

Capitolo 3 1

METODI UCCISIONE DEI MICRORGANISMI

Storia Un problema e metodi didi sostenibilitĂ conservazione energetica alimentare

ESEMPI Riscaldamento, es.: inscatolamento; Radiazioni ionizzanti, es.: raggi gamma Distruzione meccanica; Radiazioni non ionizzanti, es.: R.U. e microonde

INIBIZIONE DELLA CRESCITA

Essiccamento con disidratazione e liofilizzazione Conservanti chimici Refrigerazione o congelamento Abbassamento della pressione osmotica con soluz. zuccherine e saline Abbassamento del pH con acidulanti Condizioni di anaerobiosi

RIMOZIONE DEI GERMI

Centrifugazione Filtrazione

PREVENZIONE CONTAMINAZIONE

Mantenendo condizioni asettiche

Capitolo 3 1

Storia Un problema e metodi didi sostenibilità conservazione energetica alimentare

3.1 IL FREDDO RAFFREDDAMENTO:

determina

una

diminuzione

della

velocità di tutte le reazioni e di conseguenza un rallentamento di tutti i processi, compresi quelli microbici. Questo tipo di conservazione comporta il mantenimento del prodotto a bassa temperatura, dal momento del raffreddamento al momento del consumo, quindi in tutte le fasi della commercializzazione: tale continuità viene definita catena del freddo; mantiene le proprietà organolettiche e i principi nutritivi che hanno gli alimenti freschi, ma una volta che l’alimento ha raggiunto la temperatura ambiente esso deve essere consumato in breve tempo in quanto il freddo non elimina i microrganismi che a temperatura ambiente si rifanno attivi. Refrigerazione: consiste nel raffreddare le derrate alimentari e nel mantenerle a temperature comprese fra –1 e 0°C, con umidità dell’80-90%. La tecnica può prevedere l’uso di salamoie o di aria refrigerata e può essere compiuta sottovuoto (vacuum cooling) o in atmosfera controllata (gas storage). La conservazione è però limitata nel tempo, nel senso che varia da pochi giorni a qualche settimana. LIOFILIZZAZIONE:

questa

tecnica,

chiamata

anche

crioessicamento, consiste nell’essicazione per sublimazione di prodotti congelati. L’acqua contenuta nell’alimento sublima, ovvero passa dallo stato solido a quello di vapore senza passare dallo stato liquido. Questo fenomeno avviene a temperature inferiori ai zero gradi e sotto vuoto. Il prodotto conserva le caratteristiche

nutritive e organolettiche originarie, non cambia la sua forma, è fragile e si presenta spugnoso. Il processo è piuttosto costoso e originariamente era destinato solo a medicinali ed alimenti particolari (per gli astronauti e per l’infanzia). Oggi le applicazioni sono svariate grazie all’abbassamento dei costi di produzione. La principale caratteristica dei prodotti liofilizzati è la facilità di reidratazione, molto più veloce dei prodotti essicati in maniera tradizionale: basti pensare allo stoccafisso, che necessita di tre giorni di permanenza in acqua per la completa reidratazione. CONGELAZIONE: Consiste nel raffreddare lentamente le derrate a temperature molto basse (da –20 a –40°C). SURGELAZIONE: Consiste nel raffreddare rapidamente (massimo 4 h) le derrate ad una temperatura che non dev’essere superiore a –18°C (temperatura al cuore del prodotto). La qualità al consumo del prodotto surgelato è migliore di quella del congelato perché non si hanno lacerazioni tessutali e precipitazioni eccessive dei componenti intracellulari, in quanto i cristalli di ghiaccio sono più piccoli e la congelazione dei liquidi intracellulari è contemporanea a quella dei liquidi interstiziali. NEVIERE: L’importanza della neve e del ghiaccio per la storia umana è ben più centrale di quanto si possa immaginare e data dalle età più remote, se non altro per la insostituibile funzione che ebbe il “freddo” (come il sale e il fumo) nelle strategie di conservazione degli alimenti, e in primo luogo delle proteine animali. L’attività delle neviere fiorì in Italia alle soglie dell’età moderna, specie fra il XVII e il XVIII secolo, per essere poi messa in crisi dallo sviluppo tecnologico,

Capitolo 3 1

che diede vita, prima in Inghilterra a partire dal 1830, poi anche in

abbienti ne facevano grande uso anche per consumi voluttuari

Italia (a Roma dal 1880), ai primi stabilimenti per la produzione del

(bevande fredde, sorbetti), e spesso possedevano neviere private,

ghiaccio industriale. Già nel Rinascimento, piccoli edifici adibiti a

che continuarono a funzionare anche dopo l’abolizione del

ghiacciaie compaiono nelle cantine o nelle corti rustiche di ville

monopolio di vendita, nel 1771 (la nuova moda settecentesca delle

e palazzi. Nella Roma pontificia la regolamentazione della raccolta e

bevande calde, come il the e il cioccolato, aveva intanto contribuito

del commercio della neve per le necessità terapeutiche (contusioni,

a metterne un po’ in crisi il consumo). Grandi consumatori di neve

febbri) fu assai precoce. Ma tale pratica accomunava in realtà tutta

erano le comunità monastiche (specie per la conservazione dei

la penisola, in forme e in misura naturalmente diverse. Le neviere si

prodotti caseari) e gli ospedali.

riempivano d’inverno con ghiaccio frantumato o neve pressata

Le neviere sono un tipico caso di tipologia edilizia messa fuori

alternata a strati di paglia e ricoperta di foglie secche o anche

uso, per così dire, dallo sviluppo tecnologico industriale.

di stracci di lana. Le neviere erano in genere almeno parzialmente

USO: L’ingresso delle neviere era rivolto verso il nord, per ridurre

interrate; erano perlopiù circolari e coperte a tetto, ma talora anche

l’irraggiamento solare diretto verso l’interno. Anche la porta di

nascoste da uno spesso strato di terra, mentre l’area circostante

ingresso era schermata da una fitta copertura di frasche. La

veniva in genere piantata ad alberi ad alto fusto e larghe chiome per

neviera consistente in un vasto vano con un corpo di fabbrica

mantenere l’edificio all’ombra. I manuali di architettura ottocenteschi

costruito con pietre a secco e scavato parzialmente nel terreno,

danno indicazioni assai precise sulle tecniche di stivaggio di questi

aveva una apertura posterula per il caricamento di neve fresca e

serbatoi: “Per riempirla di ghiaccio si scelga un giorno freddo e

per il prelievo del ghiaccio.

asciutto; prima di riporvelo vi si deve mettere al fondo un denso

Per garantire un sufficiente isolamento termico la costruzione era

strato di paglia lunga incrociata in tutti i versi, e devesi pur rivestire

ricoperta da un grosso cumulo di terreno. La neve raccolta veniva

di paglia tutto l’interno, in guisa che il ghiaccio posi sulla paglia e

sistemata all’interno della neviera evitando di lasciare spazi vuoti o

non tocchi le pietre”. Entrando in città i mercanti di generi alimentari

interstizi nei quali potesse infiltrarsi l’aria e favorire lo scioglimento.

trovavano la neve a disposizione nei pressi delle porte, e avevano

Quindi era necessario pressare e rendere uniformi i vari strati di

un rigido divieto di comprarla da persone non autorizzate, per motivi

neve. Gli operai che vi lavoravano, raccoglievano la neve e la

sia fiscali sia igienici: spesso la neve veniva infatti raccolta dalle

immettevano nella “bocca”, la pressavano con degli appositi attrezzi

strade insieme a terriccio e liquami e smerciata abusivamente.

in legno affinché si compattasse uniformemente e assumesse, con

Possedere la neve era segno di ricchezza infatti le famiglie più

l’ausilio delle basse temperature notturne e delle parziali rifusioni

Storia Un problema e metodi didi sostenibilità conservazione energetica alimentare

Capitolo 3 1

Storia Un problema e metodi didi sostenibilità conservazione energetica alimentare

diurne, le caratteristiche del ghiaccio. Uno strato di paglia veniva

CREDENZE GHIACCIAIE: In casa si costruivano le cosiddette

messo sulla superficie compatta per creare un’adeguata stanza

credenze ghiacciaie, le quali erano in legno a doppia parete,

termica rispetto all’aria circostante. Ad avvenuto caricamento, la

la distanza delle due pareti non è meno di 10 cm. E lo spazio

piccola apertura sul retro veniva chiusa con frasche e terreno. Uno

interposto viene riempito di segatura di legno, pula di grano

strato di neve, uno strato di paglia, un altro strato di neve, un altro di

o paglia tritata. Internamente la credenza era rivestita di zinco e

paglia o ramaglie e così via.

divisa in due scompartimenti, il superiore, che occupa un terzo

L’operazione di raccolta poteva ripetersi tante volte quante

della sua capacità, contiene il ghiaccio, l’inferiore contiene gli

erano le precipitazioni nevose di quell’anno. Con la buona

alimenti. In estate i blocchi di ghiaccio erano trasportati su convogli

stagione iniziava la richiesta da parte del mercato, il ghiaccio veniva tagliato in blocchi con degli appositi spadoni, caricato sui carretti e trasportato in paese dove veniva conservato in depositi freschi prima di essere ancora ridotto in piccoli blocchi o sminuzzato a seconda della destinazione e distribuiti al dettaglio. BURRAIE: Le burraie sono piccole costruzioni in pietra situate vicino a case coloniche e in prossimità di sorgenti e fossi. Parzialmente interrate (in alcune è esterna solo la facciate), presentano all’interno uno o due vani provvisti di vasche in pietra, nelle quali venivano tenuti, immersi nell’acqua che affluiva tramite un condotto, i contenitori del latte. La denominazione di queste strutture è legata alla produzione e conservazione del burro. A tale scopo si ponevano nelle vasche appositi recipienti con il latte, in modo che il freddo facilitasse l’affioramento della crema. Le burraie continuarono ad essere utilizzate nelle funzioni tradizionali fino agli anni Quaranta. Diverse risalgono ai secc. XVIII-XIX e testimoniano la secolare economia di allevamento bovino connesso alla produzione di latticini. 34

Moscarola anni ‘20

Capitolo 3 1

di carri notturni. Alcuni negozianti si servivano di speciali carrozze a

fabbricanti di tappi di sughero e di collanti per trovare i materiali

doppia parete, le quali portano superiormente una cassa di ghiaccio

idonei a sopportare il calore, le pressioni interne e a resistere

, tale che l’aria passando attraverso il medesimo si raffredda e

all’acqua: la ricerca fu proficua, ma la sua tecnica rimase comunque

raffredda a sua volta la sostanza che va a involgere.

laboriosa, scomoda e con evidenti gravi limitazioni ad una ampia

3.2 IL CALDO

Storia Un problema e metodi didi sostenibilità conservazione energetica alimentare

diffusione. Negli stessi anni (1810) proprio in Inghilterra Peter Durand presenta il brevetto per un metodo di conservazione degli alimenti mediante riscaldamento entro recipienti di latta e viene

Il riscaldamento ha lo scopo di distruggere le forme microbiche

riconosciuto come l’inventore delle scatole in banda stagnata,

(anche le spore) ma ha il difetto di modificare chimicamente

impropriamente in quanto in precedenza Dutch aveva proposto

il prodotto perché si ha l’inattivazione delle vitamine e la

contenitori di latta per pesce conservato sotto sale; Come già detto,

coagulazione delle proteine.

Appert fu un inventore e non uno scienziato: ottenne il risultato senza individuarne i meccanismi che lo determinavano: Guy-

STERILIZZAZIONE E INSCATOLAMENTO: Consiste nel trattare

Lussac e Liebig pensarono di individuare nell’eliminazione quasi

l’alimento a temperature comprese tra 115 e 150°C e viene usata

completa dell’ossigeno la causa della raggiunta stabilità (ma

per eliminare le spore di Bacillus subtilis, Cl. Tetani e Cl. Botulinum.

non si può dimenticare che Catone, due secoli a.c., raccomanda

È un procedimento utilizzato per le derrate in scatola. Nicolas

l’impiego di oli e grassi per ricoprire il vino nelle anfore e Plinio

Appert, pasticciere in rue de Quincampoix a Parigi, che dopo

riportava già ai suoi tempi l’ipotesi generalmente accettata che

numerosi tentativi a partire dal 1796 realizza in un piccolo atélier

fosse l’aria l’elemento corruttore del cibo, ricordando le pratiche di

a Ivry-sur-Seine le prime conserve in vasi di vetro: due le intuizioni

isolamento della frutta mediante colate di cera o resina). Su questa

fondamentali, il riscaldamento in acqua bollente e la chiusura

linea si giustificano le modifiche consigliate da Angilbert nel 1823 in

ermetica del vaso in fase di bollitura.

Francia, da Kensett due anni dopo in America, e infine da Fastier nel

Le stesse che aveva alcuni anni prima individuato l’abate Lazzaro

1839 tese a rendere completa questa eliminazione dell’ossigeno:

Spallanzani in Italia, senza peraltro darne particolare diffusione, se

lasciare un piccolo foro attraverso il quale l’aria potesse

non in alcuni scritti dei suoi “Opuscoli” e le stesse indicate dallo

uscire durante l’ebollizione, da chiudere immediatamente

svedese Scheele per la conservazione dell’aceto (1782). Appert

dopo mediante saldatura. Questa tecnica è stata usata fino ad

fece una ricerca attentissima e molto laboriosa presso vetrerie,

alcuni anni fa, per esempio, per la mortadella in scatola, ma in

Capitolo 3 1

Storia Un problema e metodi didi sostenibilità conservazione energetica alimentare

questo caso il foro aveva anche la funzione di fare uscire il grasso

qualitativi adeguati. Subito dopo la seconda guerra mondiale

in eccesso colato durante la cottura. Un notevole passo avanti si

si cominciano a costruire impianti di grandi dimensioni e questo

ebbe quando Allen Taylor propose un metodo per la preparazione

sistema iniziò ad essere utilizzato nella quotidianità dalle famiglie.

di scatole stampate con orli aggraffati nel 1847; prima un buon

Inscatolamento peperoni alla Saclà negli anni 50

Impianto pastorizzaizone a tunnel per birra in lattina

lattoniere riusciva a produrre non più di 100 scatole al giorno. Sono

LA PASTORIZZAIZONE: Consiste nel trattare termicamente a

degli anni antecedenti o immediatamente seguenti al primo conflitto

70-80°C derrate alimentari liquidi (latte, vino e birra) per tempi

mondiale anche alcune importanti intuizioni che non sarebbero

brevissimi; ha come scopo l’eliminazione della flora microbica.

state applicate se non molti anni dopo: ad esempio l’impiego delle

Fu il grande Pasteur, che fra gli anni 1860-70, individuò nello

altissime pressioni per la sterilizzazione microbiologica degli

sviluppo dei microrganismi la causa principale delle alterazioni

alimenti che sembra costituire uno degli interessi maggiori per il

degli alimenti e nel loro trattamento di inattivazione attraverso il

prossimo millennio che si apre. Nel 1919 Dunkey pone le basi per

calore il

quello che sarà il confezionamento asettico.

fondamento del metodo di conservazione adottato da Appert. Ogni

Iniziano anche nello stesso periodo i primi tentativi di meccanizzazione

fermentazione è provocata da esseri viventi, i cui germi (le uova

e si assiste naturalmente ad una prima specializzazione dell’industria

di Spallanzani) sono ubiquitari e molto numerosi; se con il calore

produttrice d’impianti strettamente legata all’interesse specifico delle

si eliminano questi germi e con un contenitore ermetico si annulla

produzioni agricole da trasformare: la Francia si orienta soprattutto

la possibilità di ricontaminazione, l’alimento si conserverà per un

sugli ortaggi.

tempo teoricamente infinito.

Fra le due guerre mondiali si assiste ad una diffusione

L’intuizione scientifica di Pasteur rimase tuttavia isolata nelle

eccezionale di stabilimenti di produzione di conserve sia negli

sue pubblicazioni scientifiche e non ebbe riscontro pratico per

USA sia in Europa, ma è proprio in quegli anni che si creano

almeno cinquant’anni in un’industria che stava prepotentemente

alcune premesse negative per una maggior diffusione delle stesse:

sviluppandosi in tutto il mondo. Si continuarono a produrre alimenti

gli eventi bellici determinano la necessità di produrre soprattutto

in scatola senza che la microbiologia alimentare progredisse

per l’esercito e quindi più o meno inconsciamente e non sempre

adeguatamente e senza soprattutto che costituisse occasione di

in modo giustificato il consumatore tende ad associare l’idea di

applicazione alla tecnica di preparazione delle conserve in scatola.

conserva in scatola con alimento di emergenza che non sempre si caratterizza per connotati

ESSICCAZIONE:

E’

uno

dei

più

antichi

processi

Capitolo 3 1

conservazione del mondo e il più economico perché, nel migliore dei casi, il calore è fornito direttamente dal sole. Per essiccare qualche alimento occorre avere dei graticci fatti con canne tenute insieme da fili di ferro oppurre una lastra di pietra. Se si vuole essiccare al sole bisogna porre i frutti sul graticcio senza ammucchiarli. Ogni frutto va girato due volte al giorno e di notte portati al riparo. Se si vuole essiccare in appartamento si possono mettere i frutti su un piatto sul radiatore e girarli regolarmente. Se si vuole usare il forno bisogna accenderlo a 45 - 50° per 4 ore. Poi alzare progressivamente la temperatura nelle 4 ore seguenti. AFFUMICATURA: Il fumo è utilizzato da centinaia di anni per conservare a lungo carni, pesci e alcuni formaggi, oltre a conferire sapori e aromi particolari. L’alimento viene esposto all’azione combinata del calore e del fumo sprigionato dalla combustione incompleta di legni particolari, soprattutto faggio, quercia e castagno. Il fumo è composto da una fase gassosa, contenente molte sostanze volatili responsabili della conservazione e dell’aroma conferito all’alimento; e da una fase solida contenente sostanze indesiderate come gli idrocarburi policiclici aromatici, riconosciuti cancerogeni. Un buon affumicamento può durare anche qualche giorno.

Storia Un problema e metodi didi sostenibilità conservazione energetica alimentare

3.3 ADDITIVI NATURALI LA SALATURA: Viene utilizzata da millenni per conservare gli alimenti, si pensa fu inventata da cinesi ed egiziani. L’azione del sale è dovuta a molti fattori, primo fra tutti l’aumento della concentrazione del mezzo. Se un microrganismo si trova immerso in una soluzione più concentrata, a causa dell’osmosi esso tenderà a perdere acqua, finché la disidratazione non raggiunge un livello tale da uccidere l’organismo. Anche la diminuzione dell’acqua libera costituisce un’ulteriore azione di conservazione. Il sale agisce selettivamente su alcuni microrganismi favorendo la crescita di alcuni e inibendo quella di altri. Questa caratteristica viene utilizzata nella preparazione di vegetali fermentati come crauti, cetriolini, olive. Il Clostridium botulinum viene inibito da concentrazioni di sale superiori al 10%. La salagione può essere fatta a secco o a umido. Nel primo caso, l’alimento viene messo a contatto con il sale, il quale penetra lentamente nelle cellule dell’alimento. Viene utilizzato sale grosso poiché quello fino penetra troppo velocemente negli strati superficiali generando una barriera che impedisce la successiva penetrazione in quelli più profondi. La salatura a secco può essere effettuata per sfregamento (è il caso del prosciutto), oppure per sovrapposizione impilando gli alimenti alternati a sale e cambiando periodicamente la disposizione. Questi procedimenti possono durare da 15 giorni a 8 settimane. La salagione a umido si attua con acqua e sale: le salamoie

Capitolo 3 1

Storia Un problema e metodi didi sostenibilità conservazione energetica alimentare

possono essere deboli (10% di sale), medie (18% di sale) o forti (25

della soluzione. Però l’azione conservatrice di questi ultimi è

- 30% di sale) è un metodo più rapido della salgione a secco, anche

minore di quello del sale, perché lo zucchero tende esso stesso a

se meno efficace (necessita di altri metodi di conservazione). Può

fermentare in presenza dell’acqua e del calore.

avvenire per immersione diretta nella salamoia, che va controllata e ripristinata di tanto in tanto, sia perché diventa sempre più debole

3.4 ADDITIVI CHIMICI

(il sale passa gradualmente dalla salamoia nell’alimento), ed è soggetta a modificazioni chimiche e microbiologiche; oppure per

In Italia sono circa 2500 le sostanze che possono essere

iniezione diretta nei muscoli o nel sistema arterioso (nei prosciutti,

legalmente addizionate ai prodotti alimentari. Di queste, oltre

l’arteria femorale).

la metà sono aromatizzanti, usati con lo scopo di potenziare il sapore dei cibi in scatola lavorati. Gli altri additivi sono usati

ACETO: Viene utilizzato soprattutto per conservare gli ortaggi,

come conservanti.

grazie al suo contenuto in acido acetico, che non deve essere

Prolungano cioè la conservazione dell’alimento agendo come:

inferiore al 6%. L’azione conservativa è dovuta all’abbassamento del

antimicrobici (impediscono e rallentano l’azione di deterioramento

pH e alla tossicità dell’acido acetico nei confronti dei microorganismi.

dei m.o.: anidride solforosa); conservativi secondari (usati principalmente per altri scopi ma capaci anche di azione

OLIO: L’olio (di qualunque tipo) non ha una azione conservante

conservativa: nitrati e nitriti); antiossidanti (bloccano l’irrancidimento

diretta, ma serve solo come isolante dall’aria, bloccando

e l’imbrunimento degli alimenti: acido L-ascorbico e i suoi sali,

l’azione dei microorganismi aerobi. È quindi inefficace nei

anidride solforosa, acido citrico); correttori di acidità (acido lattico,

confronti di quelli anaerobi (come il botulino): va sempre associato

acido citrico); emulsionanti (indispensabili per legare tra di loro gli

ad altre forme di conservazione.

ingredienti liquidi: mono e digliceridi degli a.c. grassi); stabilizzanti

Gli alimenti sott’olio (come i vegetali e il tonno) subiscono sempre

(migliorano la consistenza e la cremosità degli alimenti: alginato di

un pretrattamento di cottura o di salagione e una successiva

sodio, farina di semi di carrube carragenina); stabilizzanti del colore

sterilizzazione.

(gluconato ferroso); coloranti (rendono l’aspetto del prodotto finale più attraente); dolcificanti (sostituiscono lo zucchero).

ZUCCHERO, SCIROPPO, MIELE O MALTO: Il meccanismo di

Additivi sono anche i coloranti, utili soprattutto per rispondere

azione è lo stesso del sale, ovvero l’aumento della concentrazione

a precise esigenze di mercato, che possano essere naturali

Capitolo 3 1

Storia Un problema e metodi didi sostenibilità conservazione energetica alimentare

(annatto, pigmento estratto da una pianta tropicale) o sintetici (più stabilie meno costosi) e gli agenti lievitanti (carbonato acido di ammonio e di sodio) Molti additivi sono di origine naturale: è il caso dell’acido ascorbico (la vitamina C naturalmente presente nella frutta e nella verdura), che viene impiegato come additivo antiossidante, cioè per impedire l’irrancidimento dei cibi grassi. Quelli più utilizzati dall’industria, però, sono gli additivi “sintetici”, sostanze chimiche costruite in laboratorio. Ed è sul problema della loro sicurezza che si sono concentrate le critiche di alcuni studiosi e le preoccupazioni di tanti consumatori.

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

Capitolo

Capitolo 4 1

Qual'è Un problema il corretto di sostenibilità metodo di conservazione? energetica

Qual'è il corretto metodo di conservazione? 4.1 FRUTTA E VERDURA

che alle variazioni termiche, anche alle condizioni di conservazione:

Dopo la ricerca effettuata per la conservazione alimentare, viene da

influendo negativamente sulla struttura organolettica degli alimenti

chiedersi per quali alimenti siano principalmente utilizzati i frigoriferi domestici. La risposta è: frutta, verdura, carne, latte e suoi derivati. Queste specie alimentari sono generalmente e indistintamente posti nel frigorifero, senza che la persona sia a conoscenza delle variazioni organolettiche e delle loro proprietà nutrizionali, legate a

sono influenzati dal tempo, dalla temperatura e dall'umidità, spesso stessi. Per questo motivo una conservazione di lunga durata in casa non è mai consigliabile e, soprattutto per frutta e verdura, le temperature inferiori ai 10-12° sono altamente sconsigliate.

4.2 CORRETTA CONSERVAZIONE

una non corretta modalità e temperatura di stoccaggio.

La corretta conservazione degli alimenti è indispensabile per una

Gli alimenti più sensibili a un corretto ambiente di mantenimento, sui

La contaminazione microbica, quindi, (che esiste sempre negli

quali incentrerò la mia ricerca, sono frutta e verdura: una scorretta conservazione può influire negativamente sul loro contenuto di vitamina C, carotenoidi, folati e composti fenolici; inoltre possono essere degradate caratteristiche sensoriali quali sapore, colore e consistenza,, legati alla presenza di zuccheri, acidi organici e dal tipo di struttura della fibra alimentare. Questi prodotti sono sensibili, oltre

sana alimentazione quotidiana. Nessun alimento, infatti, è sterile.

Gli alimenti più sensibili a un

corretto ambiente di mantenimento, sui

quali incentrerò la mia ricerca, sono frutta e verdura...

alimenti) può essere rallentata o bloccata dal freddo. In generale si puo’ affermare che la diminuzione della temperatura della frutta e della verdura appena al di sopra del valore di congelamento permette di massimizzare la qualita’ del prodotto durante il periodo di immagazzinamento. Forse questo

Capitolo 4 1

Qual'è Un problema il corretto di sostenibilità metodo di conservazione? energetica

Temperatura critica (c)

tessuto vegetale molto più sensibile rispetto ad altri alimenti. La qualità dei prodotti raccolti è particolarmente influenzata dal trattamento cui sono sottoposti durante il periodo di tempo fra la raccolta e il pre-congelamento, ed infine dalla loro conservazione

nelle zone di refrigerazione. La maggior parte dei prodotti dovrebbero essere trasportati appena possibile alle zone di refrigerazione. Qualsiasi ritardo nel trasporto dopo la raccolta

14 6

contribuisce ad una veloce degradazione della qualità. Anche fasi di conservazione inadatte (aumento di temperatura, mancanza di ventilazione, umidità relativa ridotta) contribuiscono alla perdita di qualità. La qualità di prodotti freschi è notevolmente influenzata dalla loro conservazione in frigoriferi comuni così come la loro conservazione mediante refrigerazione e atmosfera controllata. Con la temperatura controllata, e il controllo della composizione atmosferica, si allunga il periodo attivo di maturità commerciale dei frutti climaterici. I maggiori fattori che influenzano la conservazione degli alimenti sono: - Temperatura

comportamento ci da l’illusione di prolungarne la freschezza,

La temperatura è il fattore più importante che influenza il

mentre invece si sta soltanto ritardandone il deterioramento

deperimento naturale della frutta e delle verdure raccolte. Per

azionando un processo irreversibile nella qualità degli alimenti.

ogni aumento di temperatura oltre i 10 gradi al di sopra della

Per alcuni prodotti, i cui esempi vengono illustrati nella tabella,

temperatura di conservazione ottimale, il grado di deperimento si

esistono temperature al di sotto delle quali il raffreddamento

raddoppia o triplica. L’esposizione dei prodotti a temperature

puo’ portare a dei danni, soprattutto alle verdure, che hanno un

inadeguate contribuisce al manifestarsi di malattie fisiologiche

Capitolo 4 1

che degradano la qualità e riducono il tempo di conservazione. La conservazione alle

temperature eccessivamente basse

contribuisce allo sviluppo delle malattie fisiologiche causate dal freddo, specialmente per i frutti di origine tropicale e subtropicale (agrumi, banane, ecc). - Umidità relativa La perdita di umidità relativa dal tessuto tramite la respirazione continua anche dopo la rimozione dei prodotti dalla pianta madre. La respirazione è una delle funzioni fisiologiche principali che influenzano il deperimento commerciale e fisiologico della frutta e degli ortaggi freschi. La disidratazione causata dalla perdita di acqua influenza l’aspetto, la composizione, il gusto ed il peso, caratteristiche che hanno risvolti sul prezzo dei prodotti. La respirazione causa la disidratazione, il restringimento, la perdita di coesione e consistenza, attributi che caratterizzano la freschezza della frutta e degli ortaggi. L’aspetto che attrae i consumatori di frutta fresca potrebbe essere influenzato negativamente dalle perdite di peso quando eccedono 1-2%, come nel caso dell’uva, che quando perde l’umidità presenta un picciolo ristretto e nero. La

Qual'è Un problema il corretto di sostenibilità metodo di conservazione? energetica

che negativo. - Etilene L’etilene è un idrocarburo semplice prodotto dai tessuti vegetali, partecipa alla regolazione di varie funzioni fisiologiche; è considerato come un ormone della pianta da molti ricercatori. L’etilene è di importanza decisiva nel trattamento post-raccolta di frutta e ortaggi, solitamente nocivo, accelera il processo di deterioramento e le funzioni di catabolismo che causano la degradazione della qualità, ossia riducendo il periodo di conservazione. L’etilene inoltre è utilizzato per la colorazione della buccia degli agrumi e per la maturazione artificiale delle banane e dei pomodori. Quando, tuttavia, è utilizzato in condizioni inadatte (temperatura elevata, temperatura relativa ridotta) ha risultati avversi e causa degradazione della qualità dei prodotti. Questo gas etilinico può essere rilasciato molto più facilmente se le verdure sono posizionate in orizzontale anziché in verticale come nascono in natura. - Trasporto – Confezionamento

maggior parte della frutta e degli ortaggi perdono la loro freschezza quando la perdita di peso eccede il 3 - 10%. - Composizione dell’aria atmosferica La presenza di ossigeno, di anidride carbonica e dell’etilene è un fattore decisivo per la conservabilità di frutta e delle verdure. Questi gas, a seconda della loro concentrazione nella zona di conservazione, possono influenzare la qualità in modo sia positivo

SI CREA L’ETILENE

NON SI CREA ETILENE 43

Capitolo 4 1

Qual'è Un problema il corretto di sostenibilità metodo di conservazione? energetica

FRUTTA FRESCA

PATATE

POMODORI

LEGUMI

SURGELATI La qualità di frutta e ortaggi può essere influenzata dal trasporto. Durante il trasporto, possono risultare danni meccanici, ad esempio

42,22

11,18

13,26

10,85

23,26

dovuti a anomalie sulla superficie della strada, alte temperature e imballaggi difettosi potrebbero causare danni meccanici dovuti a compressione o spostamenti del carico durante il trasporto.

4.3 CONSUMO E DATI IN STATISTICHE

NORD spesa media mensile per famiglie in Euro (2008)

L’evoluzione delle tecnologie di conservazione e di confezionamento del cibo industriale, insieme al cambiamento degli stili di vita, hanno diminuito il consumo di cibo fresco tradizionale.

44,52

11,47

14,24

11,18

22,27

Attualmente l’85%2 dei cibi consumati nel mondo sono dei trasformati industriali. Tuttavia, soprattutto tra i consumatori a maggior reddito, la domanda di cibi naturali è molto forte e aumentano i consumi di cibi freschi ad elevato contenuto di servizio, come ad esempio le verdure lavate, tagliate e confezionate, o i piatti della gastronomia fresca che sono appunto trattati in processi di tipo industriale. Ne

CENTRO spesa media mensile per famiglie in Euro (2008)

consegue, comunque, che gli Occidentali mangiano oggi più frutta e più verdura rispetto al passato, probabilmente per effetto della disponibilità diffusa di attrezzature domestiche per la conservazione di alimenti freschi, ma anche per le

41,81

11,45

14,55

10,88

20,11

diffuse tecnologie industriali di produzione e di conservazione, che li rende disponibili indipendentemente dalla stagione, ed anche, certamente, per il diffondersi di una cultura salutista che privilegia il consumo di vegetali e frutta.

SUD spesa media mensile per famiglie in Euro (2008)

La spesa media mensile, nel 2007, delle famiglie per acquisti domestici di prodotti alimentari calcolata dall’Istat si è fermata a

2 Tutti dati e le statistiche contenute in questo capitolo sono contenuti nella banca dati ISTAT (http://www.istat.it/dati)

Capitolo 4 1

466 euro. L’ISTAT ha calcolato che i “single” spendono 300 euro

delegate all’industria (sott’olio, sotto sale, sott’aceto, sotto vuoto,

al mese per alimentari e bevande, contro i 455 euro delle coppie, i

affumicatura, essicatura, ecc...).

537 euro delle famiglie con tre componenti, i 602 delle famiglie con

Esiste una vasta gamma di prodotti alimentari semi-preparati e

quattro componenti, fino ad arrivare ai 680 euro delle famiglie con

mono-porzione, presenti in tutti i supermercati, che possono essere

5 o più componenti. I “single”, insomma, forse per l’organizzazione

consumati dopo una cottura di pochi minuti nel microonde.

non delegabile della loro giornata e per i maggiori sprechi, spendono

Però questi prodotti riscuotono, uno scarso successo in Italia,

proporzionalmente di più per il cibo. La famiglia numerosa, quindi ha

rispetto a paesi come l’America, probabilmente a causa di una certa

meno sprechi, più sinergie e può organizzarsi con spese alimentari

resistenza dei consumatori italiani, non ancora abituati all’uso di

pro capite più basse.

questa tecnologia. Per quanto riguarda i pasti consumati a casa,

4.4 STILI DI VITA E COMPORTAMENTI

oggi sono ancora le donne che si occupano in prevalenza del cucinare, ma nelle famiglie meno numerose e più mobili, gli uomini spesso condividono parte del lavoro. Il buon pranzo casalingo,

Oggi, tendenzialmente, il tempo dedicato alla preparazione del cibo

seppure in declino, continua ad essere visto come qualcosa

continua a diminuire. Il cambiamento nella struttura delle famiglie e

che può aiutare a tenere unita la famiglia. Accanto a questo,

nelle abitudini di vita ha reso meno diffuso il mangiare a casa

un altro aspetto che ha aiutato a mantenere viva la cucina

nonostante gli elettrodomestici abbiano ridotto il tempo necessario

casalinga è la preoccupazione per gli aspetti nutrizionali, oggi

al cucinare. La conservazione degli alimenti è forse più un problema

più grande che mai. La gente ritiene infatti che con i cibi preparati

oggi che in passato, nessuno sa esattamente quali siano i metodi

in casa sia più semplice mantenere il controllo sulla quantità di

più adatti per la corretta conservazione di ogni tipo di cibo.

grassi ingeriti e prevenire un gran numero di malattie, dall’obesità,

La tecnologia ha aiutato l’uomo a non occuparsene più

al colesterolo, al diabete. Per quanto concerne l’analisi dei

direttamente. Il frigorifero, ormai indispensabile per lo stile di vita

comportamenti, ho cercato di individuare, attraverso opportuni

moderna, ha apparentemente risolto il problema.

strumenti di indagine relativa all’analisi di tipo quantitativo, quelle

Prima che ci fosse il frigorifero si utilizzavano molte tecniche

costanti che accomunano i compratori nella fase di acquisto

di conservazione (vedi storia della conservazione cap. 1) che

a livello di prodotti e quantità, e dal punto di vista qualitativo

preservavano le qualità degli alimenti per periodi anche molto

capire la sensibilità del pubblico riguardo al consumo critico

lunghi. Oggi l’unica tecnica che utilizziamo più o meno

e alla conservazione alimentare. Lo strumento più opportuno

consapevolmente è quella del freddo, tutte le altre le abbiamo

alla delineazione coerente ed obbiettiva, si è rivelato un’intervista

Qual'è Un problema il corretto di sostenibilità metodo di conservazione? energetica

La tecnologia ha aiutato l'uomo a

non occuparsi più

direttamente della conservazione alimentare.

Capitolo 4 1

Qual'è Un problema il corretto di sostenibilità metodo di conservazione? energetica

_ Che tipo di frutta e verdura consuma: _ normale _ biologica

Intervista/questionario ETÀ:

SESSO: _ F _ M

STATO CIVILE: _ coniugato/convivente TITOLO DI STUDIO: _ licenza elementare/media

_ Che tipo? _ fresco _ surgelato

_ single _ diploma

_ Dove conserva solitamente questi alimenti? _ in frigorifero _ fuori dal frigorifero

_ laurea

_ Pensa che la conservazione in frigorifero ne alteri il sapore? _ sì _ no _ non so

IMPIEGO/OCCUPAZIONE: casalinga operaio-a Impiegato-a professionista pensionato-a studente-ssa disoccupato-a Altro (specificare) COMPONENTI DEL NUCLEO ABITATIVO: _ 1 persona _ 2 persone _ 3 persone

_ 4 persone

_ Pensa che la conservazione in frigorifero ne alteri i principi nutritivi? _ sì _ no _ non so _ + di 4 persone

_ Acquista frutta e verdura? _ si _ no

_ Se esistesse un apparecchio per conservare frutta e verdura in maniera naturale e senza utilizzare corrente elettrica, ne vorrebbe uno in casa sua? _ si _ no _ non so (specificare motivo)__________ _ Si, perché? _ è innovativo _ è ecologico _ è più salutare _ fa risparmiare

_ Se si cosa?: ( XXX= spesso; XX= ogni tanto; X= raramente)

_ No, perché? _ pensa che sia costoso _ pensa che non sia pratico o che sia difficile da usare _ pensa che non funzioni _ pensa che non ci possa essere differenza con gli alimenti conservati in frigo _ perché in frigo gli alimenti vengono conservati meglio e più a lungo _ Su cosa baserebbe la sua scelta dell’apparecchio alternativo al frigorifero? (Indichi il valore di ogni caratteristica 1 è il valore più basso e 5 più il più alto)

Ogni quanto acquista frutta e verdura? _ ogni 2-3 giorni _ una volta alla settimana

_ ogni due settimane

_ una volta al mese

_ Quanta frutta e verdura acquista? Circa _____ buste di plastica _ Solitamente dove acquista questi prodotti? _ mercato _ supermercato _ contadino di fiducia _ aziende agricole

_ Quando acquista un prodotto, è importante che sia a impatto ambientale zero? _ molto _ abbastanza _ poco _ per niente

Capitolo 4 1

personale basata su un questionario finalizzato alla rilevazione

10% casalinghe

di quegli aspetti concernenti la percezione del prodotto e delle

7% profesisonisti

problematiche ecologiche ad esso sottese, volti a costituire i

18% studenti

Intervista/questionario

vincoli principali all’implementazione dell’obbiettivo progettuale in

ETÀ: 3% pensionati

questione, ovvero la determinazione di una pratica d’uso di consumo

_ STATO numeroCIVILE: componenti nucleo abitativo

critico e cosciente diffusa e ben incanalata nella frammentarietà

58% 4 persone

dello scenario socio-culturale odierno.

22% 3 persone _ licenza elementare/media

Il seguente questionario di indagine è quindi volto a delineare un

SESSO: _ F _ M

_ coniugato/convivente

_ single

TITOLO DI STUDIO:

10% 1 persona

_ diploma

_ laurea

IMPIEGO/OCCUPAZIONE:

chiaro riferimento a tale concetto di progetto, in quanto i quesiti posti

8% 2 persone

concernono il prodotto in tutte le sue manifestazioni, funzionali,

2% più di 4 personeImpiegato-a professionista operaio-a

economiche, estetiche e semantiche, in relazione al rapporto tra

casalinga

pensionato-a studente-ssa disoccupato-a

l’utente e alle prerogative del contesto socio-culturale a cui esso

_ Acquista frutta e verdura:

appartiene. Nella pagina precedente è presente il questionario

%98 si _ 1 persona

presentato agli intervistati.

2% no _ Acquista frutta e verdura?

Le interviste sono state eseguite di persona e on-line.

- Quadro riassuntivo dei risultati dell’indagine

_ si

_ 4 persone

_ + di 4 persone

_ no

_ _ Se si cosa?: ( XXX= spesso; XX= ogni tanto; X= raramente) che tipo di frutta e verdura sono più consumate? 7%

28 F 22 M

18% 6%

76% coniugato/convivente

24% single

_impiego/occupazione

35% impiegati 20% operai

Altro (specificare)

COMPONENTI DEL NUCLEO ABITATIVO: _ 2 persone _ 3 persone

Su 50 intervistati:

_stato civile

Qual'è Un problema il corretto di sostenibilità metodo di conservazione? energetica

15%

Ogni quanto acquista frutta e verdura? _ ogni 2-3 giorni _ una volta alla settimana

_ ogni due settimane

13% 6%

_ una volta 47al mese

_ Quanta frutta e verdura acquista? Circa _____ buste di plastica _ Solitamente dove acquista questi prodotti? _ mercato _ supermercato _ contadino di fiducia _ aziende agricole

Capitolo 4 1

Qual'è Un problema il corretto di sostenibilità metodo di conservazione? energetica

_ Ogni quanto acquista frutta e verdura?

_ Dove conserva solitamente questi alimenti?

66% ogni 2-3 giorni

90% in frigorifero

28% una volta alla settimana

10% fuori dal frigorifero

6% ogni due settimane

_ Pensa che la conservazione in frigorifero ne alteri il sapore?

2% una volta al mese

58% no 42% sì

28F

76% coniugati

_ Quanta frutta e verdura acquista?

22M

0% non so

45 % 2 busta di plastica

24% single

34% 1 busta di plastica

_ Pensa che la conservazione in frigorifero ne alteri i principi nutritivi?

22% 3 busta di plastica

74% no

QUINDI di media una famiglia di 3/4 persone acquista tra i 15 e i 20

18% sì

litri di frutta e verdura

8% non so

_ Solitamente dove acquista questi prodotti?

_ Se esistesse un apparecchio per conservare frutta e verdura in

65% supermercato

maniera naturale e senza utilizzare corrente elettrica, ne vorrebbe

30% mercato

uno in casa sua?

5% contadino di fiducia

15/20 lt

0% aziende agricole

2% no _ Che tipo di frutta e verdura consuma:

in media una famiglia di 3/4 persone acquista tra i 15/20 lt di frutta e verdura alla settimana

98% si 0% non so

92% normale 8% biologica

_ Si, perché? 38% fa risparmiare

_ Che tipo?

30% è ecologico

98% fresco

26% è più salutare

2% surgelato

6% è innovativo

Capitolo 4 1

_ No, perché?

12% poco

pensa che sia costoso

2% per niente

pensa che non sia pratico o che sia difficile da usare

Dal questionario effettuato, emergono in maniera evidente tali

pensa che non funzioni

caratteristiche:

pensa che non ci possa essere differenza con gli alimenti conservati

- C’è una consistente abitudine all’acquisto di frutta e verdura

in frigo

in luoghi dove la qualità è certificata come al supermercato

100% perché in frigo gli alimenti vengono conservati meglio e più a

ma non è un forte valore tradizionale consolidato come al

lungo (solo una persona ha risposto no quindi solo uno ha risposto

mercato;

qui)

- Frutta e verdura vengono acquistati regolarmente, al contrario

Qual'è Un problema il corretto di sostenibilità metodo di conservazione? energetica

della grossa spesa settimanale per prodotti a lunga conservazione, _ Su cosa baserebbe la sua scelta dell’apparecchio alternativo al

e hanno volumi ingombranti e sono soprattutto di forme

frigorifero?

allungate;

(Indichi il valore di ogni caratteristica 1 è il valore più basso e 5 più

- mancanza di un’adeguata conoscenza riguardo l’alterazione

il più alto)

dei principi nutritivi di ortaggi e frutta conservati nel frigorifero;

25% certezza del funzionamento

- avvicinamento ad una cultura più cosciente e critica nel

25% prezzo

consumo e nell’acquisto, notata nel questionario, soprattutto

18% estetica e forma

nel genere femminile.

12% Semplicità d’uso 7% sicurezza

Risulta evidente, in base alle informazioni rilevate nel questionario,

6% innovazione

la necessità di un adeguato percorso progettuale teso alla

4% robustezza

restituzione obbiettiva delle informazioni specifiche del prodotto

3% materiali utilizzati

e del valore etico e sociale che queste rivestono al di fuori del contesto della singola fruizione. Questo progetto ancora in

_ Quando acquista un prodotto, è importante che sia a impatto

fase sperimentale non si vuole, ovviamente, sostituire al

ambientale zero?

frigorifero, ma vuole accertarne il reale funzionamento senza

13% molto

energia elettrica ed una tipologia di utenza possibile in

73% abbastanza 49

Capitolo 4 1

Qual'è Un problema il corretto di sostenibilità metodo di conservazione? energetica

I PRINCIPALI TIPI DI FRUTTA CONSUMATI SONO*: (sono indicate le misurazioni medie di ogni alimento)

albicocche 6x6

Kiwi 4x5

Susine 4x4

Carciofi 4x10

Cipolline 0.5x20

Melanzane 8x16

Arance 7x7

Ciliegie 2x2

Mele 5x7

Mandarini 5x4

banane 13x4

pere 5x7

Uva 2x2

asparagi 1x25

Carote 3x15

Fagiolini 1x15

Peperoni 10x10

Zucchine 4x15

Piselli 2x14

Pomodori 5x4

Bietole 3x25

Cavoli15x15

Finocchi 8x15

Porri 3x25

Fragole 2x3

Pesche 6x6

Broccoli 5x8

Cetrioli 4x18

Insalate 10x25

Sedani 3x25

* Dossier “il diritto all’alimenatzione a tutela delle fasce più deboli della popolazione” 2008 redatto da INRAN con il contributo di Comitato Italiano FAO del MIPAAF e Caritas

Capitolo 4 1

questa prima fase di conservazione di alcuni generi alimentari

Questo ha, per quanto riguarda l’alimentazione, un impatto

quali frutta e verdura. In riferimento alla questione della scarsa

significativo, nel senso che è sempre più condivisa la convinzione

conoscenza delle alterazioni create dalla conservazione di alcuni

che esista un rapporto tra alimentazione e benessere, concetto

generi alimentari in frigorifero sarebbe opportuno integrare nel

che va oltre quello di salute (health food). Questa semplificazione

prodotto una strategia comunicativa mirata non solo alla

del vivere, che è una delle chiavi di riferimento che emerge da

commercializzazione del prodotto, ma anche all’educazione

questa analisi e che risulterà essere fra i fattori dominanti nella

del potenziale utente circa l’effettivo valore sotteso alla

generazione di nuove idee per gli elettrodomestici. Il nuovo

funzione di tale dispositivo; ma questa fase di sviluppo non si

consumatore si identifica molto spesso con il risparmio di tempo.

occuperà della comunicazione intergrata al prodotto in quanto gli

Il tempo è una delle questioni cruciali degli anni che stiamo

obiettivi principali sono altri.

vivendo, è sempre più apprezzato e valorizzato. Vi è una crescente

4. LOCALE VS GLOBALE

Qual'è Un problema il corretto di sostenibilità metodo di conservazione? energetica

attenzione al benessere del corpo, ma non solo; acquistano sempre più peso dimensioni mentali, emozionali, sociali. Si nota una rivalutazione dell’ambiente domestico, lo spazio

Le ricerche condotte negli ultimi anni hanno evidenziato l’emergere

domestico è oggetto di investimenti, si trascorre più tempo in

con particolare evidenza della dimensione del “Iocalismo vs

casa. Le relazioni primarie, l’amicizia, la convivialità, sono un valore

globalismo”: da una parte si collocano coloro che hanno punti di

crescente. Quindi, in sintesi, il nuovo modello appare ispirato alla

riferimento circoscritti (la famiglia, la cerchia degli amici, la comunità

ricerca del benessere quotidiano, piuttosto che alla conquista di

locale ...). Sul versante opposto si colloca chi ha una visione più ampia

oggetti simbolo e al successo professionale.

e riferimenti legati a una dimensione internazionale e interculturale.

Il nuovo modello alimentare è fatto di informalità, di relax, di

In contrapposizione al procedere della globalizzazione economica

convivialità da cui emergono valori fondamentali di qualità e di

e culturale, si sta verificando in Europa la valorizzazione delle

piacere. Parlando di qualità, una delle forme in cui si esprime negli

identità locali. In campo alimentare questo si traduce in una forte

alimenti, è la naturalità: alimenti non manipolati, senza additivi,

riscoperta di prodotti tradizionali, che hanno una storia e delle

se possibile senza conservanti, prodotti biologici. Altri valori

radici. Il consumatore cerca di concedersi il tempo per godere delle

importanti in campo alimentare come la qualità ed il piacere, sono

cose, trascorre sempre più tempo a prendersi cura di se stesso (il

senza dubbio la convivialità, quindi il piacere legato al momento

boom delle Spa è storia recente), per sentirsi bene, per migliorare il

alimentare condiviso con altri; piu’ in generale, la riscoperta del

proprio equilibrio fisico, mentale ed emotivo.

piacere di utilizzare nuove ricette, di usare libri di cucina, di fare sperimentazioni alimentari.

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

PARTE SECONDA

ANALISI E AMBITO PROGETTUALE

Capitolo

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

Refrigerazione senza energia elettrica 5.1 Evaporative cooling Evaporative cooling è un fenomeno fisico nel quale l’evaporazione di un liquido raffredda un oggetto o liquido con il quale è in contatto. Un esempio naturale di evaporative cooling è la sudorazione del corpo dovuta al mantenimento di una temperatura corporea costante. Il totale del calore trasferito da un sistema (liquido) ad un altro dipende ovviamente dalla percentuale di evaporazione, per ogni

Evaporative cooling

come la sudorazione corporea umana

kilogrammo di acqua vaporizzata 2257 KJ di energia sono trasferiti e dipende anche dall’umidità contenuta nell’aria e la temperatura stessa, questo è il motivo anche per il quale c’è un malessere negli ambienti umidi con alte temperature perchè il sudore si accumula e non riesce ad evaporare. Questo processo che segue le leggi termodinamiche è molto utilizzato in paesi emergenti con climi caldi ed aridi, dove c’è scarsità di energia elettrica e sta iniziando a venire usato e sperimentato anche nei paesi occidentali nel settore delle

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

nel prossimo capitolo dopo la seguente analisi e catalogazione di

quanto sono indirizzati per luoghi che non hanno energia elettrica

prodotti esistenti che usano questo principio per uso alimentare.

come in africa o che non si possono permettere economicamente

Durante la ricerca di mercato effettuata ho notato una suddivisione

un frigorifero come in india, dall’altra parte ci sono prodotti

dei prodotti in due diverse categorie quali i prodotti e prototipi

sviluppati per i paesi industrializzati indirizzati a diminuire il

sviluppati o destinati a paesi emergenti o in via di sviluppo e

dispendio energetico quotidiano, per utilizzare energie rinnovabili

prodotti o concept per paesi industrializzati.

e per conseguire uno stile di vita più sano e cosciente. La suddivisione dei prodotti è stata fatta con un quadrato semiotico

5.2 ANALISI PRODOTTI ESISTENTI

che permette di cogliere il senso perchè è costituito da “differenti differenze” che fondano la significazione.

Queste due categorie hanno in comune il processo di evaporative

Sulle diagonali del quadrato si stabiliscono le

cooling ma hanno alla base propositi molto diversi, da una parte i

contraddittorietà tra i vertici opposti.

prodotti dei paesi emergenti sono sviluppati per necessità in

I vertici superiori sono legati dalla relazione di contrarietà. I vertici

Paesi emergenti

Paesi industrializzati

assenza di energia

diminuire dispendio energetico

diminuzione malattie

diminuzione indiretta dimensioni frigo

basso costo

riappropriazione conoscenza legata al cibo basso costo

relazioni di

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

Upgrade tech

in sperimentazione

concept

in sperimentazione

Paesi emergenti

concept

Paesi industrializzati

carenza energetica

sperpero energetico

Downgrade tech

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

implicazione reciproca. La valorizzazione dell’Oggetto da parte del Soggetto, si suddivide in quattro grandi classi in cui si raccolgono le possibili forme di razionalità più o meno consapevolmente adottate dai “consumatori al momento di acquistare determinati prodotti” o, nel nostro caso specifico, di suddividere i prodotti esistenti in categorie definite: valorizzazione pratica (valori utilitari, d’uso): considera l’oggetto come strumento; valorizzazione ludica (valori non-utilitari): secondo le relazioni del quadrato semiotico, è la negazione diretta della valorizzazione pratica. L’oggetto viene valorizzato non tanto per il suo valore funzionale ma per le sue qualità formali e fisiche, per la bellezza, per il piacere che procura; valorizzazione critica (valori non esistenziali): secondo le relazioni del quadrato semiotico, è contraria alla ludica e complementare alla pratica. L’oggetto viene scelto per la sua convenienza economica, per il rapporto qualità/prezzo; valorizzazione utopica (valori esistenziali, di base): secondo le relazioni del quadrato semiotico, è contraria alla pratica e complementare alla ludica;

5.2.1 PROTOTIPI E PRODOTTI PER PAESI IN VIA DI SVILUPPO FRIGORIFERO DEL DESERTO Mohammed Bah Abba, insegnante nigeriano con un background nel campo della biologia, della chimica e della geologia, ha inventato

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

nel 1995 il frigorifero del deserto Zeer in Arabo o pot-in-pot, funziona senza fonti di energia elettrica, permette di conservare al fresco, frutta, verdura, bevande e altri prodotti facilmente deperibili in climi caldi e aridi. La semplice ma rivoluzionaria invenzione ha garantito un minor deterioramento degli alimenti, riducendo al minimo il rischio di mangiare cibi andati a male o in decomposizione. Il fenomeno che permette al frigorifero del deserto di svolgere il suo lavoro si basa su un semplice principio della fisica: l’acqua contenuta nella sabbia posta nell’intercapedine tra due vasi d’argilla infilati uno dentro l’altro, evapora verso la superficie esterna del contenitore più grande dove l’aria è asciutta. In virtù delle leggi della termodinamica, il processo di evaporazione provoca automaticamente un calo di parecchi gradi della temperatura del contenitore interno con il beneficio di distruggere i microrganismi nocivi, garantendo la freschezza e conservazione degli alimenti deperibili nel suo alloggiamento. Il principio della fisica utilizzata dal pot-in-pot è presente in natura: un cane ansimante utilizza lo stesso processo per dissipare il calore in eccesso attraverso la sua lingua. Mohammed Bah Abba, ha verificato l’efficacia del suo frigorifero del deserto, per esempio, le melanzane restano fresche per 27 giorni (nel frigorifero tradizionale, solo tre giorni); pomodori e peperoni durano per più di tre settimane. Gli spinaci africani, di solito si buttano dopo un giorno, grazie al frigorifero del deserto restano commestibili per 12 giorni. Quindi l’invenzione di Abba ha

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

costruzioni. Una spiegazione più precisa e approfondita del funzionamento del raffreddamento spontaneo per evaporazione sarà affrontata. MATKAS La matka è un vaso in terracotta usato soprattutto in India e Pakistan che ha un sistema di raffreddamento naturale dell’acqua contenuta. La matka è fatta di fango con tantissimi minuziosi pori (piccoli fori) attraverso i quali, l’acqua all’interno traspira fuori. Questa continua evaporazione causa un abbassamento interno di temperatura per lo stesso principio termodinamico del sistema pot in pot (metter pagina). Per evaporare l’acqua assorbe il calore della temperatura che si trasforma poi in vapore. Questo processo naturale si può creare dopo qualche ora al caldo

Immagini delle fasi d’uso di una matkas in rame prima riempita d’acqua, poi coperto con un panno bagnato ed appena per laswciare evaporare l’acqua contenuta nel panno

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

o meglio se esposto al sole. Il vetro e il metallo non avendo una superficie porosa non hanno le proprietà che ha la terracotta, in questo caso quindi l’acqua all’interno rimarrà calda. MITTICOOL Dopo anni di sperimentazioni un indiano, originariamente vasaio, ha creato un frigorifero che oltre ad essere molto economico funziona senza elettricità. Fatto completamente in terracotta il frigorifero tiene al fresco acqua, vegetali, frutta e latte per molti giorni e mantiene il sapore originale. Mitticool ha due grandi contenitori d’acqua uno in alto e l’altro in basso che freddano le parti nella stessa maniera delle matkas La parte superiore può contenere 20 litri d’acqua, mentre quella in basso ha degli scomparti per frutta e verdura. Il processo natuale di refrigerazione può mantenere frutta e verdura per una settimana e il latte per qualche giorno.

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

SOLAR POWERED FRIDGE Questo è un altro tentativo di riprodurre un “pot in pot” da parte della londinese Emily Cummins con destinazione: la Nigeria. Il mini frigorifero portatile utilizza lo stesso processo di evaporazione naturale già descritto ma con differenza nell’utilizzo dei materiali, in quanto la londinese ha ritenuto più opportuno utlizzare materiali con più alto valore di conducibilità termica e bassa inerzia termica quali il metallo sia all’esterno che all’interno invece della terracotta nella versione originale. La parte esterna realizzata in alluminio permette l’evaporazione interna attraverso dei fori che con dei filtri permettono la non fuoriuscita di sabbia e acqua all’interno.

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

MEDICINE FRIDGE Questo prodotto è pensato per paesi in cui non è presente l’elettricità e quindi dove non è possibile conservare medicinali in modo corretto. Adam Grosser professore alla Stanford University sta mettendo a punto con il suo team di studenti e ricercatori un prodotto trasportabile simile a un thermos che se riscaldato si raffredda la parte interna. Questo se tenuto 20 minuti sul fuoco arriva a bassissime temperature interne ottime per vaccini che possono essere conservati più di due giorni.

TED conference, Adam Grosser 2009 61

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

5.2.2 PRODOTTI E CONCEPT PER PAESI INDUSTRIALIZZATI BORRACCE TERMICHE Le borracce militari usate in tempi di guerra e più recentemente in campeggio utilizzano il principio naturale di evaporazione dell’acqua che causa un abbassamento di temperatura interna. Le borraccia di dotazione militare erano in materiale plastico atossico per alimenti con una termofodera esterna da dover immergere in acqua e bagnarla abbondantemente, poi lasciare colare l’acqua in eccesso e ri inserire la borraccia all’interno della termofodera: l’evaporazione dell’umidità assorbita dal fodero consentirà al liquido contenuto nella borraccia di rimanere fresco e a temperatura costante. Da qui sono nati diversi design sempre con lo stesso principio.

premio Reddot Design Award 2008 Arian Brekveld caraffa in terracotta auto-refrigerante

Un progetto recente che ha vinto il premio Reddot Design Award nel 2008 mi ha molto colpito per la semplicita formale con la quale l’olandese Arian Brekveld ha disegnato questa caraffa in terracotta auto-refrigerante.

Borracce militari

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

THERMODINAMIC COOLER Progetto realizzato dall’americano Rochus Jacob, non è attualmente in commercio. Thermodinamic cooler è un recipiente per frutta e verdura che viene conservata per effetto dell’evaporazione dell’acqua senza l’uso di elettricità molto ispirato al prodotto africano pot in pot. Il raffreddamento consiste in due vasi, uno posizionato all’interno dell’altro con inserito nello spazio tra i due schiuma di vetro bagnata, scarto di produzione dalle industrie del vetro. Jacob ha usato questo materiale al posto della sabbia, nella versione originale, perché si bagna più facilmente e permette più leggerezza al prodotto intero. Per far continuare il processo di evaporazione dell’acqua è necessario versare dell’acqua all’interno ogni due giorni. Un prototipo funzionante è stato realizzato con materiali riciclabili quali schiuma di vetro (glass foam), ceramica e bio-plastica.

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

COLD VEGETABLE BOX

COLD BLOCK

Progetto di David Weatherhead studente alla Royal College of Art

Sempre di David Weatherhead questo è un cubo in terracotta

di Londra è un box in terracotta per verdure completo di tagliere con funzione di tappo, mantiene il cibo fresco senza l’uso di energia.

che sfida il bisogno di avere grandi frigoriferi con grandi dispense alimentari. Utilizza sempre il medesimo principio.

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

UPSCALE ZEER Questo è un concept alquanto utopico del britannico Oliver Poyntz. Poyntz ha realizzato una versione del vaso zeer di Mohammed Bah Abba in versione più grande. Una versione “ecosostenibile” di un frigorifero ad incasso che conserva quasi ogni genere alimentare fino ai 10°C (temperatura non accertata).

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilità energia energetica elettrica

ICE CLOUD

a parete. In ogni scomparto è presente un display che indica la temperatura interna il quale è anche connesso con la rete wi-fi per

Concept

realizzato

per

l’Electrolux

Design

Lab

2010

dall’ungherese Fanni Csematony. Questo

progetto

utilizza

vari

metodi

refrigerazione

conservazione alimentare quali il sistema passivo di evaporazione e celle di peltier usate per generare potenza termoelettrica. Questo prodotto è pensato per ambienti ristretti dove è possibile risparmiare spazio innalzando il “frigorifero” da terra mettendolo

poter scaricare ricette in diretta in cucina.

Capitolo 5 1

Refrigerazione Un problema disenza sostenibilitĂ energia energetica elettrica

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

Capitolo

Capitolo 6 1

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitàcooling energetica

Funzionamento evaporative cooling ENERGIA IN TRANSITO In questo capitolo affronto il tema basilare della mia tesi, ovvero il reale funzionamento di una evaporazione spontanea che genera “energia”, nel caso specifico abbassamento di temperatura. Innanzitutto è necessario definire che in fisica, in particolare in termodinamica, il calore è il trasferimento dell’energia termica tra due o più sistemi fisici. Tale trasferimento può essere dovuto alla differenza di temperatura oppure al passaggio di fase, avendo rispettivamente il calore sensibile ed il calore latente. Il calore è dunque energia in transito; in presenza di un gradiente di temperatura, il calore fluisce sempre dai punti a temperatura maggiore a quelli a temperatura minore, finché non viene raggiunto l’equilibrio termico. Il trasferimento (o scambio o propagazione) del calore tra corpi può avvenire per conduzione, convezione e irraggiamento. Prendiamo quindi in esame ogni singola fase di transito energetico contribuente al funzionamento del sistema di evaporazione

Capitolo 6 1

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitàcooling energetica

spontaneo che caratterizza il pot in pot.

l’acqua o l’aria, in questo caso l’aria) entra in contatto con un

Muovendosi dall’esterno verso l’ìnterno di questo sistema, il

corpo (pot in pot) la cui temperatura è maggiore di quella del

calore dovrà attraversare, nell’ordine: ceramica, sabbia e acqua,

fluido stesso. Aumentando di temperatura per conduzione, il fluido

ceramica, e infine arrivare al nucleo del sistema costituito da aria

a contatto con l’oggetto si espande e diminuisce di densità, e a

dove si conservano gli alimenti.

causa della spinta di Archimede sale essendo meno denso del fluido che lo circonda che è più freddo, generando così moti convettivi, in

IRRAGGIAMENTO

cui il fluido caldo sale verso l’alto e quello freddo scende verso il

L’energia in ingresso è costituita da un trasferimento di energia

basso (convezione naturale).

(calore) per mezzo di onde elettromagnetiche generate dagli atomi

Quindi il flusso convettivo raccoglie calore da una parte (zona

e molecole eccitati dall’agitazione termica, che si diseccitano

circostante, aria), lo deposita in un’altra (nei vasi pot in pot) ed

emettendo fotoni di frequenza proporzionale alla loro temperatura,

è tenuto in movimento dal trasporto del calore (moti convettivi).

si verifica il fenomeno dell’irraggiamento.

Dalla legge di conservazione dell’energia discende che il calore

L’irraggiamento non prevede contatto diretto tra gli scambiatori, e

che un sistema cede (ad altri sistemi, al suo interno o all’ambiente

non necessita di un mezzo per propagarsi, questo creato dai raggi

circostante) è uguale a quello che l’altro riceve, e per il secondo

solari influisce anche sul fenomeno di convezione in quanto il calore

principio della termodinamica spontaneamente il calore viene

riscalda l’aria circostante.

ceduto dal sistema a maggior temperatura verso quello a minore

L’energia raggiante incidente sulla superficie esterna del vaso

temperatura. Non si ha quindi, trasporto di materia, ma solo

si scompone in tre termini: una parte viene riflessa, una parte

trasmissione di urti molecolari.

viene assorbita e una terza parte riesce, eventualmente, a passare

attraverso la superficie ovvero trasmessa. Quindi è il risultato di

CONDUZIONE

un bilancio fra energia emessa ed energia assorbita è il rapporto

L’energia così accumulata nella terracotta esterna viene

tra emittanza monocromatica e coefficiente di assorbimento di uno

trasmessa per conduzione alla mistura sabbia e acqua.

stesso corpo che è indipendente dal corpo stesso e funzione della

Per conduzione termica si intende la trasmissione di calore

sola lunghezza d’onda e della temperatura.

che avviene nel mezzo solido terracotta dalle regioni a più alta

CONVEZIONE

temperatura verso quelle con temperatura minore sabbia e acqua

Il fenomeno della convezione termica si ha quando un fluido (come

per contatto molecolare diretto.

Capitolo 6 1

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitàcooling energetica

Questa trasmissione di urti molecolari per contatto diretto provoca una parziale evaporazione dell’acqua presente e un relativo calo di temperatura della mistura stessa, dovuto soprattutto anche dalla convezione interna verso l’esterno.

Evaporazione acqua

Ovvero nel vaso interno, in terracotta, il sistema ad una certa temperatura superiore agli strati appena descritti cede calore proporzionalmente a quello ricevuto dall’esterno. Il sistema tende a livellare questo sbilancio di temperatura appena creato per creare un equilibrio termico. Mentre il contenitore di

Calore trasportato via dal centro

Flusso d'aria secca

ceramica esterno fornisce energia già dalla prima fase, ora anche la parte interna innesca un meccanismo di rilascio di calore con conseguente auto-raffreddamento. La stessa energia che provoca l’iniziale riscaldamento della ceramica

Chilled zone

esterna vieneassorbita dal panno bagnato che funge da copertura. Come nella sabbia e acqua abbiamo un’evaporazione dell’acqua

Sabbia

presente nel tessuto, con conseguente lieve calo di temperatura del tessuto stesso, e una nuova piccola reazione di ripristino termico, che scaturisce spontaneamente dal centro, per ristabilire l’equilibrio energetico del sistema, cedendo energia al tessuto.

6.2 QUATTRO VARIABILI SUCCESSO DEL SISTEMA

DETERMINANTI

Diffusione delle particelle d'acqua Calore latente di evaporazione

Il successo di questi transiti energetici del sistema pot in pot dipende dalle condizioni climatiche che lo circondano. Per

ottimizzarne

l’efficienza

deve

essere

incrementata

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitàcooling energetica

Capitolo 6 1

FUNZIONAMENTO EVAPORATIVE COOLING

cide

nte ssa

rifle

CORPO OPACO

a in

capillarità

trasmessa

CONDUZIONE

< < < < < <

ond

< < <

IRRAGGIAMENTO

condensa interstiziale

CORPO POROSO

FORZATA

EVAPORAZIONE

CONVEZIONE

10°c

assorbita

20°c

ARIA IN

TERRACOTTA

CONEZIONE

CONDUZIONE

NATURALE

< < <

ARIA OUT

CONVEZIONE ASSISTE EVAPORAZIONE E DIFFUSIONE

SABBIA E ACQUA

TERRACOTTA

Capitolo 6 1

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitàcooling energetica

Per ottimizzarne l’efficienza deve essere incrementata la percentuale di evaporazione influenzata da:

VENTILAZIONE

AREA PER L’EVAPORAZIONE

grafico 1

UMIDITA’ RELATIVA

grafico 2

MATERIALI

grafico 4

grafico 3

Capitolo 6 1

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitàcooling energetica

percentuale di evaporazione. Per esaminare la tecnologia è importante quantificare: -

l’umidità relativa

materiali

ventilazione

superficie di evaporazione

L’UMIDITA RELATIVA L’umidità relativa è la percentuale d’acqua che può essere contenuta nell’aria ad una specifica temperatura. Un ambiente con una bassa umidità relativa comparato con uno con alta percentuale, è più predisposto per una evaporazione rapida ed efficace. Grafico 3: Effetto di raffreddamento vs velocità del vento al variare del livello di umidità relativa (raggio del sistema: 0,25m, fattore di permeabilità: 0,3, temperatura ambientale: 35°C) L’umidità relativa di 0,3 è stata usata per tutti i calcoli dove questo valore rimane costante. A questo livello di umidità relativa e ad una velocità del vento di 2,5 m/s, l’effetto di raffreddamento sarà di 4,46 kW. La relazione stabilita nel grafico, nella quale il sistema dovrebbe funzionare in maniera migliore con umidità relativa più bassa, è chiaramente evidente nel grafico. MATERIALI Mentre l’evaporazione avviene indubbiamente attraverso il vaso esterno, la porosità di questo strato, gioca un ruolo significante per determinare la reale percentuale di acqua evaporata.

La terracotta è il materiale utlizzato, ed è ad alta porosità rispetto agli altri tipi di argilla come la porcellana. Oltre alla permeabilità del vaso esterno, l’acqua deve viaggiare attraverso la sabbia continuamente per riposizionare la condensa che ha attraversato la terracotta ed è evaporata. L’effetto di raffreddamento è limitato da entrambi i fattori della percentuale di diffusione e porosità della terracotta. VENTILAZIONE Come l’acqua è evaporata nell’area circostante, l’umidità relativa locale aumenta, riducendo di conseguenza la possibilità di evaporazione. La ventilazione è necessaria per scambiare l’aria umida con quella secca per assicurare uno stato di aridità che ovviamente indurrà all’evaporazione. SUPERFICIE DISPONIBILE PER L’EVAPORAZIONE Grafico 2: Come si supponeva, c’è un notevole aumento dell’effetto di raffreddamento quando l’area della superficie aumenta. Con una velocità del vento di 2,5 m/s c’è un raffreddamento di 4,46kW, 6,58Kw e 8,85Kw con i rispettivi raggi di 0,25m, 0,35m e 0,45m. Un aumento di area, comunque, implica il bisogno di utilizzare più terracotta, materiale argilloso, sabbia e acqua.

Capitolo 6 1

I valori per l’effetto di raffreddamento sono stati riportati in kilo-Watts (kW) e non in forma di energia.

6.3 CARATTERISTICHE DEI TRE LIVELLI MATERIALI CHE SEGUONO LA FUNZIONE

In tutto questo processo sono di basilare importanza i materiali soprattutto il loro coefficiente di scambio termico, la resistenza, la conducibilità e la trasmittanza termica. Questi quattro parametri caratterizzano l’efficienza di un materiale in base alla funzione ad esso annessa. Il sistema pot in pot, avendone appena analizzato lo scambio di energie (calore) che sono continuamente in gioco, presenta in sintesi tre strati, tre livelli indispensabili per il corretto funzionamento. Ora definisco le caratteristiche di ciascun livello in modo da avere una descrizione che può indirizzare sulla specificità del materiale che farà fronte alle reali esigenze di questo sistema, ma prima è meglio ricordare alcune definizioni delle variabili che costituiscono le capacità e le resistenze dei materiali. IRRAGGIAMENTO consiste nell’emissione di onde elettromagnetiche generate dagli atomi e molecole eccitati dall’agitazione termica, che si diseccitano emettendo fotoni di frequenza proporzionale alla loro temperatura:

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitàcooling energetica

per esempio i corpi a temperatura ambiente emettono in prevalenza fotoni nella gamma degli infrarossi, che per questo sono anche detti raggi termici; corpi molto freddi irradiano microonde (quelli vicini allo zero assoluto semplici onde radio), mentre i corpi molto caldi arrivano ad emettere luce visibile, dapprima rossa (temperatura del cosiddetto calor rosso, circa 700 C°) poi sempre più bianca (temperatura del calor bianco, circa 1200 C°): man mano che la temperatura aumenta, la frequenza della luce emessa aumenta fino al bianco-azzurrino, per poi passare ai raggi ultravioletti, e ai raggi X nel caso di plasmi stellari a temperature dell’ordine di milioni di gradi. L’emissione e l’assorbimento dipendono dalla frequenza della radiazione, dalla natura del corpo e da alcune caratteristiche della sua superficie; un corpo avente una superficie scura è un buon assorbitore, mentre un corpo avente una superficie chiara è un buon emettitore. L’energia raggiante incidente su una superficie è misurata dalla grandezza nota come irraggiamento; essa si scompone in tre termini: una parte viene riflessa, una parte viene assorbita e una terza parte riesce, eventualmente, a passare attraverso la superficie ovvero trasmessa. Per questo motivo si stabiliscono tre coefficienti: * Coefficiente di riflessione o riflettività: r = energia riflessa/energia incidente * Coefficiente di assorbimento o assorbanza: a = energia assorbita/energia incidente

Capitolo 6 1

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitàcooling energetica

* Coefficiente di trasparenza o trasmittanza: t = energia uscente/

* raccoglie calore da una parte;

energia incidente

* lo deposita in un’altra;

Da quanto detto segue che la somma dei coefficienti è pari a uno

* è tenuto in movimento dal trasporto del calore.

cioè: a + r + t = 1 (conservazione dell’energia).

Il suolo della Terra viene riscaldato dai raggi del Sole per

Già da questo bilancio possiamo stabilire che per un corpo nero

irraggiamento, il calore fa espandere l’aria che diventa meno densa

invece r = t = 0 ovvero a = 1. Per corpi grigi ciascun termine è

e galleggia come una bolla verso l’alto, arrivando negli strati alti

compreso tra 0 ed 1. Per i corpi opachi t = 0 e quindi a + r = 1.

dell’atmosfera cede il suo calore ad altre masse d’aria, ovvero lo

CONVEZIONE

spazio esterno, si raffredda ed altre bolle che provengono dal basso

La convezione è un tipo di trasporto causato da un gradiente di

la spingono di lato e comincia a scendere, questo movimento è un

pressione e dalla forza di gravità, assente nei solidi e trascurabile

altro esempio di moto convettivo.

per i fluidi molto viscosi, caratterizzato da moti di circolazione interni

CONDUZIONE TERMICA

al fluido.

Per conduzione termica si intende la trasmissione di calore che

Dalla legge di conservazione dell’energia discende che il calore

avviene in un mezzo solido, liquido o gassoso dalle regioni a più

che un sistema cede (ad altri sistemi, al suo interno o all’ambiente

alta temperatura verso quelle con temperatura minore per contatto

circostante) è uguale a quello che l’altro riceve, e per il secondo

molecolare diretto (le altre modalità di passaggio - o trasferimento -

principio della termodinamica spontaneamente il calore viene

del calore sono l’irraggiamento e la convezione).

ceduto dal sistema a maggior temperatura verso quello a minore

Così nella conduzione non si ha trasporto di materia, ma solo

temperatura.

trasmissione di urti molecolari.

Il fenomeno della convezione termica si ha quando un fluido (come

Sono buoni conduttori di calore tutti i metalli, ma non tutti lo

l’acqua o l’aria) entra in contatto con un corpo la cui temperatura è

trasmettono egualmente bene. Per esempio, il rame conduce

maggiore di quella del fluido stesso. Aumentando di temperatura

il calore meglio del ferro. Questo fatto si prova riscaldando alle

per conduzione, il fluido a contatto con l’oggetto si espande e

estremità due sbarre, una di ferro e l’altra di rame, che portano

diminuisce di densità, e a causa della spinta di Archimede sale

all’estremità opposta una pallina fissata con una goccia di cera: la

essendo meno denso del fluido che lo circonda che è più freddo,

sbarra di rame lascia cadere la pallina molto prima della sbarra di

generando così moti convettivi, in cui il fluido caldo sale verso l’alto

ferro. Sono cattivi conduttori del calore tutti i metalloidi, il vetro, il

e quello freddo scende verso il basso (convezione naturale). In

legno, il sughero, ecc.

generale la convezione è qualsiasi flusso che:

È importante notare fin d’ora che il diverso grado di conducibilità

Capitolo 6 1

dei metalli corrisponde per ordine alla diversa conducibilità della

RESISTENZA TERMICA

corrente elettrica. Il fatto non è casuale, ma dipende dalla natura

La resistenza termica è un termine usato in fisica e particolarmente

stessa del fenomeno perché l’elettromagnetismo ci dice che nella

in elettronica per indicare la difficoltà del calore nell’attraversare un

conducibilità del calore sono strettamente interessati non solo le

mezzo solido, liquido o gassoso. In genere i corpi che conducono

molecole, ma anche alcuni corpuscoli elettrizzati (elettroni) che le

male l’elettricità conducono male anche il calore (vi sono eccezioni

costituiscono.

come il diamante che conduce bene il calore pur essendo un

CONDUCIBILITA’ TERMICA

isolante elettrico; infatti la conducibilità di un materiale, che sia

La conducibilità o conduttività termica è il rapporto, in condizioni

elettrica o termica, dipende in larga misura dalla disposizione del

stazionarie, fra il flusso di calore e il gradiente di temperatura che

suo reticolo cristallino, più ordinato è questo, più quel materiale

provoca il passaggio del calore. In altri termini, la conducibilità

sarà un buon conduttore.

termica è una misura dell’attitudine di una sostanza a trasmettere

TRASMITTANZA TERMICA

il calore e dipende solo dalla natura del materiale, non dalla sua

La trasmittanza termica definisce la capacità isolante di un

forma. La conducibilità termica di una sostanza dipende dalla

elemento.

temperatura (per alcuni materiali aumenta all’aumentare della

Dato un fenomeno di trasmissione di calore in condizioni di regime

temperatura, per altri diminuisce), dall’induzione magnetica, e da

stazionario (in cui cioè il flusso di calore e le temperature non

fattori fisici come la porosità (che blocca i fononi responsabili della

variano nel tempo) la trasmittanza misura la quantità di calore

conducibilità termica nei materiali ceramici), mentre aumenta solo

che nell’unità di tempo attraversa un elemento strutturale della

debolmente all’aumentare della pressione.

superficie di 1 m² in presenza di una differenza di temperatura di 1

Quando un materiale è umido aumenta ovviamente la propria

grado tra l’interno e l’esterno. La trasmittanza aumenta al diminuire

conducibilità termica.

dello spessore ed all’aumentare della conducibilità termica.

COEFFICIENTE DI SCAMBIO TERMICO

Strutture con bassissima trasmittanza termica si caratterizzano per

In fisica ed in ingegneria il coefficiente di scambio termico è utilizzato

fornire un elevato isolamento termico.

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitàcooling energetica

per il calcolo del calore scambiato, ad esempio in seguito a scambio convettivo o cambiamento di fase tra un fluido e un solido.

Ora passiamo all’analisi dei tre livelli

Il coefficiente di scambio termico è anche definito come l’inverso

LIVELLO 1 - ESTERNO

della resistenza termica.

La parte esterna soggetta a fenomeni convettivi ed energia raggiante deve permetter una trasmissione del calore (per la 77

Capitolo 6 1

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitàcooling energetica

menisco

tensione

molecole d’acqua

adesione

capillarità

coesione

convezione) e l’assorbimento di radiazioni elettromagnetiche (per

(calore) nel sistema.

l’irraggiamento).

Quindi questo livello deve avere un buon isolamento termico per

Quindi in questo caso è opportuno avere un corpo con una superficie

ridurre il flusso termico scambiato a temperature differenti, deve

scura e opaca per l’assorbimento delle onde elettromagnetiche e

avere una bassa resistenza all’umidità e la sua porosità può

quindi basso coefficiente di riflessione dei raggi solari.

diffondere capillarmente sia verticalmente che lateramente il il

Deve avere un valore alto di resistenza termica, e una bassa

liquido trattenuto.

trasmittanza termica, che aumenta al diminuire dello spessore ed

All’interno di questo strato la convezione assiste l’evaporazione e la

all’aumentare della conducibilità termica, fornendo così un elevato

diffuzione del vapore acqueo.

isolamento termico.

Il liquido all’interno deve aderire alle pareti del livello 1 e 3, deve

Il materiale deve permettere l’evaporazione del liquido nel secondo

essere coeso e ci deve essere attrazione reciproca delle molecole

livello quindi deve essere permeabile dall’interno verso l’esterno.

di H2O che creano una tensione superficiale del liquido stesso.

L’efficienza di questo livello dipende sia dal materiale che dalla sua

La salita dell’acqua sarà quindi soggetta al fenomeno di capillarità

forma, più grande sarà e più calore potrà assorbire in quanto la

si manifesta sulla superficie del liquido in contatto con le pareti un

convezione è direttamente proporzionale all’area della superficie di

sollevamento, poiché le forze di adesione tra l’acqua ed il solido che

contatto parete-fluido.

la contiene sono maggiori delle forze di coesione tra le molecole d’acqua (immagine a sinistra). Dalla capillarità dell’acqua deriva

RICAPITOLANDO

- alto coefficiente assorbimento onde elettromagnetiche - alta resistenza termica - Permeabilità

- Alta inerzia termica

l’imbibizione, ossia il movimento capillare delle molecole d’acqua che gonfiano la sostanza imbevuta. Il materiale imbevuto dal liquido originariamente sabbia più avrà un alta percentuale di granulosità e migliore sarà l’effetto spugna del materiale stesso che manterrà uniformemente su tutta la sua superficie l’acqua a contatto con le pareti dei due vasi.

LIVELLO 2 - INTERMEDIO

Deve quindi essere un materiale isotropo che presenta proprietà

Questo strato in mezzo agli altri due deve avere una funzione di

omogenee in tutte le direzioni.

stoccaggio del liquido di evaporazione, di isolamento per non

RICAPITOLANDO

disperdere troppo la temperatura interna ma non deve essere troppo isolante per il rischio di non poter più far transitare l’energia

- bassa trasmittanza termica - alta resistenza termica

Capitolo 6 1

- Permeabilità (non strettamente necessaria se materiale poroso)

- proprietà capillari - porososità

- materiale isotropo

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitàcooling energetica

IL COPERCHIO Non è stato considerato come livello in quanto la sua collocazione non è in diretto contatto con gli altri strati. La sua funzione è quella di preservare la dispersione termica, quindi deve essere un materiale con alta capacità isolante. La sua funzione potrebbe essere anche quella di creare un azione

LIVELLO 3 - INTERNO Questo livello è tra il secondo e la zona adibita alla conservazione

ciclica di assorbimento e rilascio di vapore acqueo per irrigare lo strato intermedio

degli alimenti ed è soggetto alla convezione naturale interna.

IL FILTRO

Questo strato deve avere una buona attitudine a trasmettere il

Questo elemento è posizionato come un anello sopra il livello due e

calore, quindi un alto valore di conducibilità termica che dipende

deve permettere principalmente l’evaporazione verticale dell’acqua

solo dal materiale e non dalla sua forma.

e deve essere come una barriera per l’utente che non deve infilarci

La disposizione del suo reticolo cristallino, più è ordinato e più

le mani. Questa parte deve anche avere un foro o una parte adibita

questo materiale sarà un buon conduttore.

all’inserimento e al caricamento dell’acqua nel serbatoio (livello

Deve essere impermeabile perchè in contatto con frutta e verdura la

due).

troppa umidità potrebbe danneggiare la struttura organolettica degli

Nella pagina successiva è presente uno schema riassuntivo del

alimenti, non deve avere un rilascio tossico nocivo appunto per il

funzionamento e delle caratteristiche necessarie dei tre materiali.

suo contenuto.

RICAPITOLANDO

- Alta conduttività termica - Impermeabilità

- bassa resistenza termica - no rilascio tossico

Capitolo 6 1

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitàcooling energetica

ANALISI DEI MATERIALI IN BASE ALLE 3 FASI DI SCAMBIO DI CALORE

-OPACO - ALTO COEFF. ASSORBIMENTO ONDE ELETTROM. - PERMEABILE (dall'interno all'esterno) - ALTA INERZIA TERMICA

CERAMICA A

PASTA POROSA

BASSA TRASMITTANZA TERMIC - ALTA RESISTENZA TERMICA - PERMEABILITA' - PROPRIETA' CAPILLARI - POROSO (come spugna)

ACQUA

___?___

- ALTA CONDUTTIVITA' TERMICA - IMPERMEABILITA' - BASSA RESISTENZA TERMICA - NO RILASCIO TOSSICO (per alimenti)

ALLUMINIO

Capitolo 6 1

Funzionamento Un problema di evaporative sostenibilitĂ cooling energetica

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

PARTE TERZA PROGETTO FREEIJIS

Capitolo

Capitolo 7 1

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

Sviluppo tecnologia Evaporative cooling

In tutto questo processo, come abbiamo visto, entrano in gioco

alimentari quali frutta e verdura, avendo il vincolo della temperatura

molte variabili climatiche, di materiali e di proporzioni dimensionali.

da raggiungere dei 10°/ 12° c, delineo delle ipotesi per sviluppare e incrementare il funzionamento e la resa energetica del

Il mio progetto si basa su un trasferimento di conoscenza e

sistema refrigerante adattato ad una situazione climatica mite

tecnologia da paesi dove il sistema pot in pot eccelle a paesi come

come quella presenta nel nostro paese.

il nostro, caldo solo pochi mesi l’anno. Bene avendo tracciato i punti che determinano il successo di questo apparato quali umidità relativa, ventilazione, area per l’evaporazione e permeabilità, sapendo il mio obiettivo di conservare generi

umidità relativa ---------------ciclo continuo (da deumidificazione a possibile irrigazione dell’apparato)

ventilazione ------------------- ricerca su zone ventilate delle abitazioni (pareti ventilate avanguardia dell’edilizia ecosostenibile)

area per l’evaporazione -------- incremento superfici esterna

materiali -------------------ipotesi e sperimentazione

Trasferimento di conoscenza e

tecnologia da paesi emergenti con climi caldi e aridi a paesi

come il nostro, caldo solo pochi mesi l’anno

Capitolo 7 1

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

7.1 UMIDITA’ RELATIVA Come abbiamo già visto nell'analisi delle quattro variabili determinanti il successo del sistema di evaporative cooling, minore è la percentuale di umidità relativa e maggiore è il potenziale di evaporazione. In questo punto mi sono focalizzata sullo studio del funzionamento della deumidificazione naturale che avviene soprattutto attraverso il sali. Un modo consiste nell’utilizzare qualità igroscopiche del sale da cucina. Il sale sottrae umidità

risultato molto simile di assorbimento di umidità, risparmiando decisamente (1kg di sale grosso da cucina costa al’incirca 0,11 euro ed evita rischi di tossicità in caso di ingestione o contatto con bambini e animali). Questo processo naturale crea del liquido salato che può essere utilizzato per riempire l’intercapedine tra lo strato

separandolo

esterno e lo strato interno del sistema (il livello 2) perché ha

Quando il sale è impregnato di acqua raccolta dall’umidità

Quindi questo sistema continuo potrebbe sia deumidificare la

all’ambiente

circostante,

concentrandolo

dall’aria. circostante, questa cola sulla parte bassa della vaschetta. Più l’ambiente è piccolo, più questo metodo è efficace, per Deumidificatore naturale in funzione: l’umidità viene assorbita dalla superficie superiore forata e passa attraverso lo strato di sali che poi rilasciano l’acqua accumulata colandola nella vaschetta in basso

precofenzionate con il sale grosso da cucina, ottenendo un

esempio sotto il tappo delle compresse effervescenti c’è un piccolo scomparto pieno di sale. Anche quando acquistiamo un paio di scarpe nuove, o alcuni prodotti che temono l’umidità è frequente trovare dei sacchettini

sempre periodicamente bisogno di essere caricato d’acqua. stanza che irrigare continuamente l’interno creando un circolo continuo. L’unico svantaggio sarebbe di dovere riposizionare i sali quando finiscono, ma direi che il tasso di automatizzazione del processo valga questo piccolo sforzo. L’unico modo per verificarne il reale funzionamento, vantaggi e

di sale apposito, o “silica gel” (che non è sale, ma il principio di funzionamento è il medesimo). Esistono in commercio (anche al supermercato) delle cassettine di plastica forate, di diversi colori e dimensioni, con un contenitore sollevato dal fondo: vanno riempite con un apposito sale, venduto assieme o come ricarica. Vanno disposte dentro gli armadi, ripostigli, cantina, insomma in qualsiasi ambiente sia necessario. Ho provato questi prodotti venduti al supermercato a

Deumidificatore con appositi sali

bassissimo costo, ed anche a riempire queste cassettine già

Deumidificatore naturale di betulla che ha la stessa funzione dei sali

Capitolo 7 1

MENO UMIDITA’

svantaggi, è di provare e sperimentare sul campo.

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

INCREMENTO EVAPORAZIONE

Un'altra alternativa al ciclo continuo con il sale, potrebbe essere quella di creare uno strato non poroso che nel momento i cui avvenga

IPOTESI CICLO CONTINUO TRA

l'evaporzione verticale intrappoli le particelle sature d'acqua che si posino sulla sua superficie, condensando e scivolando in basso verso il filtro.

APPARATO-DEUMIDIFICAZIONE-EVAPORAZIONE

In questo modo il circolo sarebbe continuo, come nel caso del sale, solo che al posto di assorbire intrappolerebbe le particelle umide che servono per irriigare il filtro. Ovviamente

queste

sono

ipotesi

che

dovrebbero

UMIDITA’ ASSORBITA

essere

sperimentate per convalidarne il funzionamento e la reale resa

DEUMIDIFICAZIONE NATURALE AMBIENTE

energetica. Un ambiente domestico, per essere sano e salubre, deve avere la temperatura interna compresa tra i 18° e 22° in inverno ed avere un umidità relativa inferiore al 45% e potrebbe essere la situazione idonea per inserire un prodotto del genere. QUALITA’ IGROSCOPICHE DI SALE IRRIGAZIONE APPARATO

EVAPORAZIONE

Capitolo 7 1

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

7.2 VENTILAZIONE Questo parametro

incide sull’ambiente circostante e sul

posizionamento dell’apparato (grafico n. 1, pag. 75, maggiore ventilazione è uguale a maggore evaporazione). Ho analizzato alcune caratteristiche ricorrenti nell’ambiente domestico come correnti d’aria fredde e/o calde che si creano spontaneamente e non, nuove frontiere dell’edilizia che prevedono risparmi energetici e ventilazioni naturali, ed in fine ho trovato un modo per poter influire direttamente sulla forma per creare una ventilazione forzata attraverso l'effetto Venturi. La ventilazione domestica è una questione sopratutto di correnti d’aria, si tratta in poche parole di pressione. La corrente d’aria si sviluppa a causa di una differenza di pressione tra due regioni che possono, ad esempio, coincidere con l’interno e l’esterno dell’edificio. Questa differenza di pressione può essere indotta dal vento. Un altro fattore che può causare una corrente d’aria è costituito dalla temperatura. Infatti, scaldando un gas, esso tenderà ad espandersi, provocando una diminuzione della sua densità. Quando gli interstizi e le aperture nell’edificio sono presenti ad altezze differenti, questo fenomeno si traduce in un tiraggio d’aria dal basso verso l’alto, denominato “effetto camino”. Nel caso di edifici di grande altezza, l’effetto camino è ulteriormente aumentato a causa della diminuzione non trascurabile della pressione statica dell’atmosfera con l’altitudine. In fine occorre citare anche l’effetto del vento. In questo caso, la differenza di pressione è dovuta allo scorrimento dell’aria intorno all’edificio: questo comporta una ripartizione più o

meno complessa delle pressioni intorno alla costruzione, con zone in condizioni di sovrappressione (facciata esposta al vento) e altre in depressione rispetto alla pressione statica del luogo. Data una certa differenza di pressione fra due regioni, possono venir distinti due tipi di moti dell’aria che dipendono dalle grandezze e dalla forma delle singole aperture. MOTI CONVETTIVI NELLE ABITAZIONI Nelle abitazioni ci possono essere diversi tipi di riscaldamento: metodi convenzionali con caloriferi a parete e impianti con pannelli sul pavimento o sull’intera parete. E’ noto che in un ambiente riscaldato con sistemi convenzionali si riscontra che le temperature dell’aria siano superiori verso il soffitto ed inferiori a livello del pavimento. Una situazione del genere è però diametralmente opposta alle nostre esigenze di comfort. La distribuzione verticale della temperatura dell’aria per garantire benessere al corpo umano é indicato nella figura accanto. Osservando la seconda figura si può rilevare che con il riscaldamento a radiatori si ottiene una stratificazione della temperatura conseguente ai moti convettivi. Questo fenomeno causa temperature crescenti dal pavimento verso il soffitto. Tale condizione non è negativa unicamente ai fini del consumo energetico, ma procura anche una sfavorevole condizione di comfort. Quindi al fine del mio progetto è ottimo sapere che si stanno sviluppando sistemi di riscaldamento a parete o pavimento in quanto creano moti

86 (*) Raccomandazioni dell’EFA (la Federazione europea delle Associazioni di pazienti con malattie allergiche e respiratorie)

Capitolo 7 1

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

convettivi domestici più uniformi nelle abitazioni invece che quelli creati dai radiatori.

CALORIFERO A PARETE

IMPIANTI SUL PAVIMENTO

Capitolo 7 1

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

PARETI VENTILATE La “facciata ventilata” è espressione dello stato dell’arte di un’edilizia moderna. Il funzionamento della parete ventilata deve essere studiato in relazione alle condizioni al contorno ossia le condizioni ambientali in cui è posto l’edificio, la sua altezza,la morfologia dell’edificio stesso. La presenza della camera d’aria permette al vapor acqueo, a causa delle differenze di pressione fra l’interno e l’esterno, ed in presenza di strati permeabili al vapore, di passare attraverso la parete ed essere eliminato grazie al moto convettivo che si istaura nella camera d’aria. L’effetto camino permette l’evaporazione in tempi brevi dell’acqua di costruzione degli altri materiali costituenti la parete ed assemblati a “umido”. In estate la parete ventilata costituisce un ottimo schermo alla radiazione solare: il calore accumulato sulla superficie non viene trasmesso agli strati sottostanti ma dissipato grazie all’effetto camino. La presenza della lama d’aria costituisce inoltre una discontinuità nella capillarità della parete impedendo così che l’acqua si diffonda verso l’interno per tale fenomeno. Quindi

pareti

ventilate

nuova

frontiera

dell'edilizia

ecosostenibile creano un tipo di ventilazione naturale all'interno delle abitazioni che possono solo migliorare il funzionamento e il potenziale del mio progetto, sostituendo ciclicamente l'aria satura ed umida con quella secca e fresca. 88

Capitolo 7 1

VENTILAZIONE FORZATA (EFFETTO VENTURI)

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

la seconda particella sarà costretta ad accelerare la sua velocità affinché si possa ritrovare insieme alla sorella alla fine del profilo.

Per avere un ricambio continuo di particelle sature di vapore

Ottenendo due diverse velocità e ricordandoci che al variare

aqueo evaporato dal sistema, quindi particelle umide con

della velocità varia la pressione, otterremo sui due lati due

particelle secche per permettere l’evaporazione c’è bisogno di

diverse intensità di pressione.

una ventilazione naturale o forzata.

E se ora liberassimo il profilo permettendogli di muoversi, vedremo

Esiste un modo per aumentare il movimento e la velocità del fluido

che questi si sposterebbe verso il lato superiore. Sotto l’ala, dove

attorno ad un sistema in base alla sua forma ed è il fenomeno

l’aria scorre più lentamente, troveremo una pressione maggiore di

Venturi (o paradosso idrodinamico) fenomeno fisico per cui

quella che troveremo sopra l’ala. Ne consegue la nascita di una forza

la pressione di una corrente fluida aumenta con il diminuire

che va dal basso verso l’alto. Questa forza si chiama portanza ed

della velocità. Pensiamo al profilo di una ala di gabbiano posto

è quella che permette ad una barca a vela di procedere quasi

solidamente fra due linee parallele, una sopra e una sotto al profilo,

contro vento e all’aereo di volare. La contrapposizione di due

come un canale in cui fra una riva e l’altra sia posto il profilo dell’ala.

forze diverse sul profilo comporterà pertanto che esso si sposterà

Analizziamo ora due particelle di fluido, accoppiate verticalmente,

verso la forza più debole che si è formata, cioè verso l’alto. Non

gemelle e inseparabili, che si muovano in moto rettilineo lungo una

solo, la forza generata sulla parte alta ha invertito la sua direzione,

canalizzazione. Incontrando il profilo, devono necessariamente

invece di premere sul profilo, lo risucchia.

separarsi per passare una sopra e una sotto. Il profilo alare è fatto

Le ali e le vele lasciano dietro di se delle scie, piccoli vortici che

in modo tale che la parte superiore risulti più lunga rispetto a quella

sottraggono energia al moto. L’effetto risultante può essere

inferiore. I due flussi, una volta divisi, si devono ricongiungere

rappresntato da una forza che si oppone alla direzione di

perfettamente al termine del profilo e di conseguenza il flusso

avanzamento del mezzo e che indicheremo come resistenza. Il

superiore, dovendo percorrere più spazio, a parità di tempo,

problema è quello di diminuire al massimo questa resistenza al fine

rispetto a quello inferiore, dovrà fluire con una velocità maggiore di

di ottimizzare l’equilibrio delle forze che intervengono in campo.

quella del flusso inferiore.

Esperimenti dimostrano come un ala, ma anche una vela, più è

Pertanto, mentre nel lato concavo una particella si muove ancora

stretta ed alta, più è allungata, più è efficiente, ovvero offre minore

in moto rettilineo senza ostacoli, nella parte convessa, non

resistenza.

potendo attraversare la linea del profilo e dovendo fare più strada,

Il profilo di una vela esposta al vento divide quindi il flusso d’aria

simulazione numerica dei flussi d’aria creatisi lungo la carrozzeria dell’automobile

effetto Venturi su una massa liquida

Capitolo 7 1

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

in due segmenti. A causa della curvatura della vela, uno dei

spinta

portanza

due (quello sopravvento) è più lento, avendo meno strada da percorrere, mentre quello che scorre sulla superficie esterna della vela (sottovento), accelera divenendo più veloce a seconda anche delle varie regolazioni della vela. La diversa velocità

resistenza

comporta anche, secondo il principio su esposto, una diversa pressione esercitata sulle due facce della vela. La pressione interna (sopravvento) è superiore a quella esterna (sottovento) realizzando

direzione del vento

quindi una spinta della vela verso la direzione del vento e di conseguenza un avanzamento dell’imbarcazione. Questo principio, applicato alla vela, sviluppa una forza che permette alla barca di entrare in bolina solo grazie alla forza ‘uguale’

meno pressione sotto

ma contraria della deriva immersa nel liquido in cui naviga. Senza di questa si avrebbe solo uno scarroccio e verrebbe meno la possibilità di avere una bolina controllata anche dal timone. Il medesimo principio permette a qualunque ala di avere una portanza ed è,

direzione del vento

pertanto, il fondamento fisico non solo della vela, ma anche del volo aereo. Quindi questo principio può interferire, attraverso

più pressione sopra

forme con canali di diverse sezioni (che si restringono) entro i quali il fluido scorre, sul moto e la velocità del fluido stesso creando una ventilazione forzata e un movimento continuo di

portanza

fluido attorno all’oggetto. Come ad esempio nell’emodinamica

particele di fluido

che analizza e studia il comportamento del sangue in movimento nei vasi, in un flusso a costante più stretto è il vaso, maggiore è la velocità di flusso.

direzione del vento profilo alare

Capitolo 7 1

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

7.3 SUPERFICIE ESTERNA Avendo visto la forma del vaso esterno del progetto originale, una semisfera con un cilindro con un data superficie, e i risultati energetici, deduciamo che è possibile ottimizzarne le prestazioni aumentando l’area della superficie esterna (grafico n. pag. all'aumento della superficie del vaso esterno aumenta l'evaporazione). L’esempio più comune in questo campo è rappresentato dai termosifoni, o caloriferi, parte terminale dell’impianto di riscaldamento, che hanno la funzione di cedere calore all’ambiente che li ospita. L’acqua calda dalla caldaia, a mezzo di tubazioni, viene convogliata ai radiatori. La forma dei radiatori viene studiata in modo da aumentarne il più possibile la superficie esterna e quindi la quantità di calore che riescono a cedere. Sotto questo aspetto i radiatori tubolari, oltre ad essere veri elementi d’arredo, assicurano una maggiore efficienza, grazie alla maggiore superficie esterna rispetto a radiatori tradizionali, per cui finiscono per riscaldare una maggiore quantità d’aria. Essendo, infatti, i tubi distanziati uno dall’altro, l’intera superficie degli stessi concorre al complessivo riscaldamento. Quindi l’obiettivo che mi sono proposta è quello di sperimentare forme che hanno la maggiore superficie possibile nel minor spazio/volume possibile. Nella pagina successiva sono presenti alcuni studi formali a riguardo con calcolo della superficie esterna, dal quale ho dedotto che la forma tronco conica curvilinea asimmetrica riesce ad avere una superficie esterna maggiore rispetto ad una frastagliata e simmetrica spigolosa.

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

FORME A CONFRONTO PER AUMENTARE LA SUPERFICIE NEL MINOR VOLUME POSSIBILE

PIU’ SUPERFICIE = INCREMENTO EVAPORAZIONE

METTERE MISURE CALCOLO SUPERFICI!!!!!!!!

TRONCO DI CONO

di partenza h 40cm d 125cm d 235

asimmetrica curvilinea

simmetrica curvilinea

simmetrica con ....

simmetrica con onde orizzontali

PIU’ SUPERFICIE DA FORME IRREGOLARI E ASSIMMETRICHE

Capitolo 7 1

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

7.4 MATERIALI Questo parametro riguarda le caratteristiche tecnologiche dei

La ceramica è usualmente composta da diversi materiali quali

tre livelli con i diversi materiali. Come abbiamo visto dall’analisi

argilla, feldspato, sabbia, ossido di ferro, allumina e quarzo,

dei tre livelli i materiali più indicati sono:

grazie alla possibilità di regolare la percentuale di composizione

1 _ la parte esterna:

della ceramica stessa, si può ovviamente controllare il valore di

un materiale poroso che permetta l’evaporazione della condensa

permeabilità e il colore del prodotto.

creata all’interno, e che riesca ad assorbire i raggi riflettenti, quindi abbia un colore scuro e opaco, e basso valore di conducibilità

2 _ la parte intermedia:

termica.

ovvero il secondo livello, deve permettere il contenimento dell’acqua,

Il materiale più indicato sembra essere la ceramica a pasta

deve essere quindi permeabile, deve avere un’elevata capacità di

porosa.

dispersione del vapore, deve anche isolare termicamente la parte

La ceramica è una lavorazione antica e molto diffusa in aree anche

interna dove sono conservati gli alimenti e cosa più importante deve

molto distanti tra loro. Esistono tipi diversi di ceramiche:

avere le stesse proprietà su tutta la superficie per poter garantire

* ceramiche a pasta compatta. Rientrano nel gruppo i gres e

una corretta capillarità dell’acqua trattenuta

le porcellane. Hanno una bassissima porosità e buone doti di

In poche parole deve essere un materiale spugnoso che collega

impermeabilità ai gas e ai liquidi. Non si lasciano scalfire neanche

capillarmente il primo e il terzo livello (i due materiali in contatto

da una punta d’acciaio.

con esso).

* ceramiche a pasta porosa. Sono tipicamente le terraglie, le

Più il liquido viene contenuto omogeneamente in questo strato e

maioliche e le terracotte. Hanno pasta tenera e assorbente, più

migliore sarà il funzionamento del sistema stesso.

facilmente scalfibile.

Originariamente nel progetto del professore nigeriano Abba

Quindi quest’ultime sono le più indicate per il funzionamento di

era stata utilizzata la sabbia, per convenienza economica e per

questo sistema.

reperebilità, ma visti i presupposti di questo progetto la sabbia è

Le terracotte sono ceramiche che, dopo il processo di cottura

un materiale molto pesante soprattutto se bagnato, quindi il

presentano una colorazione che varia dal giallo al rosso mattone,

mio obiettivo è stato quello di trovare materiali che abbiano le

grazie alla presenza di sali o ossidi di ferro. La cottura si effettua a

stesse capacità fisiche, ma peso ridotto.

930 - 960 °C. La presenza di ossido di ferro, oltre a dare il colore

E’ anche opportuno confrontare le caratteristiche del materiale

tipico, migliora anche la resistenza meccanica della ceramica cotta.

sabbia con i materiali proposti di seguito.

Capitolo 7 1

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

SABBIA

microprocessori in silicio.

La sabbia è una roccia sedimentaria clastica sciolta, proveniente

•

Sabbia silicea;

dall’erosione di altre rocce tra le quali l’arenaria (roccia sedimentaria).

•

Sabbia calcarea;

La sabbia è formata da granuli di dimensioni comprese tra i 2

•

Sabbia micacea;

e gli 0,063 millimetri. La sabbia è il classico esempio di materiale

•

Sabbia glauconitica.

granulare: ogni singola particella che la compone è chiamata

Le sabbie si suddividono anche in base alla loro granulosità e

“granello di sabbia”.

quindi alle dimensioni dei granelli (sabbie fini, medie e grossolane).

USI: Sabbie silicatiche (cioè composte da silicati), ben selezionate,

Caratteristiche Tecniche:

prive di argilla, sono usate per la produzione del cemento. Esiste

Conducibilità Termica Sabbia asciutta 0.35 w/mk

inoltre un impiego industriale da parte delle aziende che si occupano

Sabbia con 7% di umidità 1.16 w/mk

della lavorazione dei metalli: gli stampi utilizzati per le operazioni di

Permeabilità al Vapore µ=2 (campo secco)

fusione possono infatti essere realizzati con sabbie prerivestite di

Densità circa 600 Kg/m3

apposite resine. Sabbie a composizione prevalentemente quarzosa sono usate

Quindi partendo dalla catalogazione dei materiali e dallo studio

come abrasivi, sabbie composte da minerali di alterazione quali le

delle loro caratteristiche elenco qui di seguito alcuni materiali che

zeoliti sono ricercate per la produzione di filtri per l’acqua.

ipotizzo possano rispondere alle esigenze descritte pocanzi.

L’elevata permeabilità di un suolo sabbioso favorisce la coltivazione

di quelle colture che soffrono di un eccessivo ristagno dell’acqua: è

Per la realizzazione dell’isolamento termico esistono svariate

il caso dei meloni, delle angurie e di certi tipi di viti.

tecniche e materiali, quest’ultimi possono essere di origine:

Raccolta in sacchi può essere utilizzata dal genio civile o militare

* Minerale

per realizzare opere di difesa contro lo straripamento dei fiumi o

* Vegetale

contro esplosioni.

* Petrolchimica

La sabbia ha anche un utilizzo ludico e didattico, prestandosi a

* Animale

essere modellata o scavata ad esempio nelle spiagge per dar luogo

-----materiali isolanti vegetali

a castelli di sabbia.

PANNELLO IN SUGHERO

La sabbia viene anche utilizzata per la realizzazione del vetro e dei

La coibentazione con sughero ha come base di partenza sempre

Capitolo 7 1

il prodotto granulato, che viene ricavato dalla polpa pulita della

dagli agenti atmosferici, batteri, insetti o roditori. Durata

corteccia.

illimitata, non subisce processi di degradazione biologica o

Caratteristiche: Pannello isolante termoacustico realizzato con

chimica.

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

granuli di sughero naturale atossico, assolutamente ecologico, inodore, imputrescibile, eterno e con grandi proprietà

LANA DI VETRO

termoacustiche. usato in bioedilizia

Caratteristiche e proprietà della lana di vetro

Caratteristiche Tecniche:

sughero granulato

Classe di intiammabilità 1, non infiammabile. In caso di incendio

Conducibilità Termica 0,037/0,040 w/mk

a partire dalla temperatura di circa 250°C il legante si volatilizza

Permeabilità al Vapore µ = 8-10

provocando un insaccamento dal materiale isolante.

Resistenza alla flessione

Caratteristiche Tecniche:

Stabilità Dimensionale Stabile: Non si dilata né si contrae

Conducibilità Termica 0,035-0,04 w/mk

Putrescibilità nessuna

aumenta fortemente già con una leggera umidificazione.

Attaccabilità insetti/roditori Inattaccabile

Permeabilità al Vapore µ = 1-2

Vantaggi: E’ un prodotto assolutamente ecologico, costituito da

Attaccabilità insetti/roditori Inattaccabile

sughero naturale macinato e compresso con altre proprietà di

resistenti ai parassiti e non putrescibili.

isolamento termico e acustico.

Le materie prime di natura minerale sono disponibili in

Non contiene elementi nocivi, essendo un derivato del tutto naturale

quantità praticamente inesauribile. L’inquinamento ambientale

della quercia da sughero, non inquina nè in fase di produzione

provocato dalla relativa produzione riguarda soprattutto il

nè nella posa in opera.

consumo di energia necessario per la fusione delle sostanze

L’elevata densità, gli attribuisce una notevole resistenza alla

minerali di partenza. Le polveri di fibra minerale artificiale

compressione, permettendo il calpestio del pannello stesso.

sono oggetto di discussioni critiche a livello internazionale

Traspirante, ha la capacità di regolare l’umidità ed un accumulo

a causa del loro possibile potere cancerogeno. Sulla base

termico.

delle conoscenze scientifiche attualmente disponibili non sembra

Regolatore idrometrico, assorbe l’umidità in eccesso senza

tuttavia esserci alcun rischio per la salute umana, se le polveri

subire deformazioni o deterioramento, rilasciando calore.

di fibra presentano un sufficiente grado di biodegradabilità, e

Resistente all’acqua ed alle elevate temperature. Inattaccabile,

quindi una permanenza soltanto breve all’interno dall’organismo

lana di vetro

Capitolo 7 1

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

umano. Durante la lavorazione delle fibre minerali si può avvertire

giunti nelle murature refrattarie, il riempimento ed imbottitura ad alta

una sensazione di irritazione della pelle dovuta all’azione meccanica

temperatura, guarnizioni di isolamento degli assi dei rulli nei forni

dalle polveri di fibra minerale. Nel caso in cui si produce una grande

ceramici, volumi contorti, camere di combustione caldaie, pezzi

quantità di polvere si possono inoltre avvertire dei disturbi e delle

speciali di rivestimenti di forni, coni e pezzi diversi per alluminio,

sensazioni d’irritazione a carico delle vie respiratorie e degli occhi.

isolamento termico per coperchi di siviera, rivestimento di forni

Durante i lavori di ristrutturazione è possibile riutilizzare il materiale

industriali (volte e pareti), isolamento acustico ad alta temperatura,

isolante se non è impregnato di umidità oppure imbrattato o

raffreddamento controllato dei pezzi di fonderia, protezione contro

contaminato. I materiali isolanti a base di fibre minerali presentano

l’incendio (porte, serrande, giunti tagliafuoco), sono state molto

un’alta versatilità d’uso se resi stagni al vento e all’umidita’, misura

sviluppate per l’uso di rivestimenti degli shuttle della NASA.

che per altro serve anche per arginare il rilascio di fibre fini. PHASE CANGE MATERIALS (PCM)

rotolo di fibra ceramica

FIBRA CERAMICA

I materiali a cambiamento di fase (in inglese phase change material

Caratteristiche Tecniche:

– PCM) sono accumulatori di calore latente, che sfruttano

Conducibilità Termica 0,035 w/mk

il fenomeno della transizione di fase per assorbire i flussi

Permeabilità al Vapore µ = dato non trovata

energetici entranti, immagazzinando un’elevata quantità di

Comportamento al fuoco: incombustibile

energia e mantenendo costante la propria temperatura. I PCM

Buona stabilità allle alte temperature

sono solidi a temperatura ambiente, ma quando questa sale

Buona stabilità dimensionale

e supera una certa soglia (che varia a seconda del materiale)

Le fibre ceramiche rappresentano una delle espressioni

si liquefano, accumulando calore (latente di liquefazione)

tecnologicamente più avanzate nel settore dei materiali isolanti

che viene sottratto all’ambiente. Allo stesso modo, quando la

e refrattari.

temperatura scende, il materiale si solidifica e cede calore

Si distinguono dai refrattari tradizionali per alcune caratteristiche

(latente di solidificazione).

principali, quali: l’estrema leggerezza, il bassissimo coefficiente

I PCM, inizialmente sviluppati dalla NASA, da alcuni anni sono

di conducibilità termica, il limitato assorbimento di calore e

in fase di studio e di sviluppo d’applicazione nell’architettura

l’assoluta insensibilità allo sbalzo termico.

ecosostenibile, soprattutto nell’ambito del risparmio energetico.

Tra i molteplici campi di applicazione ricordiamo: il riempimento di

Risultati positivi si sono avuti nella sperimentazione di pannelli

* Taher, Abul Scientists hail ‘frozen smoke’ as material that will change world. News Article. Times Online (August 19, 2007)

Capitolo 7 1

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilitĂ energetica

in cartongesso o in legno, intonaci, sistemi di facciata vetrati o in plexiglas, isolanti termici, impianti di riscaldamento e di raffrescamento passivo, collettori solari e scambiatori di calore. Questi materiali termoregolanti rappresentano una soluzione tecnologica innovativa nella progettazione di edifici, perchĂŠ sono unâ&#x20AC;&#x2122;interessante sistema per smussare le fluttuazioni giornaliere della temperatura ambiente attraverso la riduzione dei picchi di temperatura interna, e quindi dei consumi energetici necessari alla climatizzazione degli ambienti. Quindi potrebbero essere una soluzione molto interessante anche per il processo di evaporative cooling nel quale la temperatura interna Ă¨ strettamente collegata a quella esterna che ovviamente varia giornalmente. I requisiti che un PCM dovrebbe possedere per poter essere

Capitolo 7 1

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

impiegato in edilizia sono: * Temperatura di fusione intorno ai 25 °C * Elevato calore di transizione di fase (liquefazione/solidificazione)

è stato sottoposto a diversi test tecnologici (montaggio, taglio, foratura, fresatura, ecc.) e ha dato ottimi risultati evidenziando la compatibilità tra lo strato inerziale (per cui è stato inventato,

* Basso costo

con l’azienda svedese Climator, un packaging innovativo con

* Non essere tossico, corrosivo o igroscopico

celle ridotte per la posa in verticale) e il sistema S/R (Struttura e

* Essere disponibile sul mercato in quantità tali da poter essere

Rivestimento). Questo strato può essere posto sia a parete che a

incorporato nei normali materiali edilizi.

soffitto o a pavimento e il suo funzionamento simulato teoricamente

Attualmente i PCM più sperimentati in edilizia, perché rispondono

e testato in situ, consente sia di accumulare eventuali guadagni

a queste caratteristiche, sono i compositi organici paraffinici e

energetici diretti sia di traslare il periodo di uso dell’energia. Ciò

idrocarburi ottenibili come sottoprodotti della raffinazione del petrolio

significa che il funzionamento dell’impianto (di riscaldamento o

o per polimerizzazione, e alcuni inorganici come sali idrati. I sistemi

raffrescamento) avviene al di fuori del picco giornaliero d’uso

di contenimento utilizzati sono il macro e micro incapsulamento e

dell’energia e quindi in “valle di costo”.

l’immersione in matrici porose.

Alcuni esperimenti svolti con Velux Italia, all’interno di un apposito volume sperimentale, hanno mostrato interessanti applicazioni

Quindi i PCM si propongono per gli anni futuri, in cui il problema

come ipotetiche tende optional interne (in grado di fare filtrare

energetico crescerà, come interessante compendio inerziale a

molta luce naturale e trattenere il calore) oppure come compendio

edifici leggeri e isolati o nel recupero di edifici esistenti scarsamente

di captazione a involucri termoriflettenti.

dotati di massa. La recente ricerca europea C-TIDE, guidata

dai professori De Grassi, Zambelli e Sjöström per le Università

E’ evidente che, oltre al risparmio economico, puntare su sistemi

Politecnica delle Marche, Politecnico di Milano e University of Gävle

che funzionano al di fuori dei picchi d’uso e riducono l’impatto

(Svezia) ha supportato 3 piccole e medie imprese europee col fine

degli impianti (anche in termini dimensionali), significa ridurre il

di applicare i PCM in edilizia e progettare nuovi prodotti integrati a

rischio di black-out e le sue conseguenze. Attuali fronti avanzati

questi materiali.

di ricerca, ma anche di applicazione sempre più estesa,mostrano

Tra i vari elementi costruttivi si è testata una parete interna

come all’isolamento dell’involucro esterno possa essere affiancata

stratificata e leggera secondo la tecnologia del gesso rivestito, con

l’inerzia termica artificiale, programmabile sulla temperatura

l’interposizione di uno strato ad inerzia termica artificiale di sali idrati

desiderata, grazie al posizionamento nel nucleo interno, o nelle

(PCM) impacchettati in porzioni discretizzate. Il campione di parete

frontiere trasparenti, di strati di PCM.

Capitolo 7 1

Anche in Italia la ditta Xeliox sta sperimentando il solar cooling

più caldo a quello più freddo quindi in questo caso dall’intenro

associato ai PCM ed è in fase di realizzazione lo XELIOX

all’esterno dell’oggetto perciò deve aiutare il passaggio del

ENERGY LAB, edificio industriale in futura sede operativa e di

flusso di calore. Nel progetto originale di Abba il vaso interno è in

ricerca della società.

terracotta come il vaso esterno ma in quello dell’inglese Cummins

Sviluppo Un problema tecnologico di sostenibilità energetica

entrambi sono in materiali metallici, quindi la mia ipotesi è di SCHIUMA DI VETRO (GLASS FOAM)

provare un materiale che ha un alto valore di conducibilità termica

Questo materiale è stato usato da Rochus Jacob nel suo

impermeabile all’acqua e viste l’esigenze di leggerezza, economicità

Thermodynamic cooler posto nell’intercapedine, affermando che lo

e conducibilità il materiale più appropriato è l’alluminio.

ha preferito alla sabbia per la leggerezza, la velocità di assorbimento

Questo metallo leggero viene prodotto a partire dalla bauxite,

dell’acqua e soprattutto perchè è un materiale ricavato da scarto

roccia rosso bruno o giallo, diffusa soprattutto negli USA, in Russia,

di produzione dell’industria del vetro quindi è un ottimo riuso del

Guyana, Ungheria, nei territori dell’ex Jugoslavia. Le proprietà

materiale.

salienti dell’alluminio sono:

La schiuma di vetro è un materiale estremamente leggero, poroso e isolante, ha bassa densità, impermeabilità al vapore,

* basso peso specifico, pari a circa un terzo di quello dell’acciaio o delle leghe di rame;

è incombustibile, resistente a muffe e non assorbe l’acqua.

* elevata resistenza alla corrosione;

Il fatto che sia impermeabile e che quindi non assorba l’acqua non

* alta conducibilità termica ed elettrica;

preclude il fatto che possa contenere capillarmente il liquido in

* elevata plasticità;

maniera omogenea.

* eccellente duttilità e malleabilità;

Questo materiale è quello che durante la mia ricerca sembra

* basso potere radiante;

possa essere il più corretto da utilizzare come secondo livello.

* difficile saldabilità (per la formazione di allumina, per saldare l’alluminio occorre isolare il giunto di saldatura dall’ossigeno dell’aria

3 _ parte interna:

attraverso particolari paste che producono gas ionizzanti o plasma.

glass foam

il terzo livello, ha la funzione di contenere gli alimenti. Questo strato deve avere una buona attitudine a trasmettere il calore, quindi un alto valore di conducibilità termica che dipende solo dal materiale e non dalla sua forma. Perchè il trasferimento di energia (calore) avviene sempre dal colpo 99

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

100

Esperimento effettuato da un gruppo di studenti della Duke University

Capitolo

Capitolo 8 1

Sperimentazioni Un problema di sostenibilità energetica

Sperimentazioni Dopo questa carrellata di ipotesi sui materiali, e il possibile

PER AVERE UNA BUONA EVAPORAZIONE

incremento del funzionamento del processo di evaporative cooling in questo capitolo convaliderò le mie ipotesi attraverso reali

1_ il vaso esterno deve avere la maggiore superficie possibile, nel

sperimentazioni con diversi materiali e volumi. Durante l'analisi

minore volume

di mercato ho trovato alcuni gruppi di ricerca che hanno svolto

2_ più alta è la temperatura esterna, minore è l’umidità relativa,

sperimentazioni sul sistema della refrigerazione spontanea come

migliore è il funzionamento

ad esempio un gruppo di studenti del dipartimento di fisica del

3_ il sistema ha più successo se ha più capacità di assorbire acqua

MIT (Massachusetts Institute of Technology) seguiti dal professore

nella sabbia, quindi avendo un maggiore spazio tra i due vasi per

David Pritchard.

poter contenere più sabbia: ciò potrebbe però rallentare il processo

Sono riuscita a mettermi in contatto con uno studente del gruppo,

di evaporazione (per il troppo spazio che deve attraversare l’acqua

Marzanur Rahman, che mi ha fornito molte informazioni riguardo

per poter passare alla fase gassosa ed evaporare)

la sua tesi sul funzionamento di evaporative cooling applicato a un

4_ la sabbia e la terracotta devono avere un alto valore di porosità

sistema pot in pot.

per poter contenere capillarmente l’acqua e facilitare l’evaporazione

Dalle loro ricerche e sperimentazioni ho ricavato dei punti molto

5_ l’intercapedine deve essere caricata d’acqua in maniera regolare

importanti che mi hanno confermato e aiutata a formulare ipotesi

6_ non coprire la parte superiore dell’intercapedine dove è posta

da convalidare con sperimentazioni.

l’acqua perchè facilita l’evaporazione verticale se libera.

101

Capitolo 8 1

Sperimentazioni Un problema di sostenibilità energetica

8.1 SISTEMA POT IN POT - ESPERIMENTO n1 Ho sperimentato il sistema pot in pot in versione originale composto da due vasi in terracotta, sabbia e acqua. Ho messo la sabbia all’interno del vaso più grande fino a 4 cm poi ho inserito l’altro vaso ed ho finito di riempire l'intercapedine con la sabbia, poi con l’acqua, fino a che non ne assorbiva più. Ho coperto il vaso più piccolo con un panno bagnato. Con un termometro digitale ho controllato la temperatura esterna ed interna dell’apparato, posizionandolo vicino la finestra per aumentarne l’irraggiamento solare. RISULTATI Questo sistema che ho costruito in realtà non funziona. L’interno era più caldo dell’esterno, causa la vetrificazione parziale sulla superficie esterna del vaso, che forma uno strato vetroso impermeabile, impedendo quindi l’evaporazione dell’acqua. Ho sostituito il vaso vetrificato con uno non-vetrificato ma i risultati che ho ottenuto erano irrilevanti ovvero dopo 3 ore, momento in cui la temperatura si è stabilizzata, la differenza interno/esterno era solo di tre gradi. Così ho pensato di inserire al posto del vaso interno in terracotta uno in alluminio, che ha un alto valore di conducibilità termica, ipotizzando che potesse migliorarne il funzionamento. Quando ho ripetuto l’esperimento, questa volta, la parte interna ha avuto un notevole calo di temperatura.

102

Dati: Vaso esterno diametro= 18 cm Vaso interno diametro= 10 cm 1.5 kg di sabbia nell’intercapedine 1 lt acqua iniziale 33cl d’acqua inseriti ogni giorno

Capitolo 1

DATI ESPERIMENTO n.1 _TERRACOTTA_SABBIA_ALLUMINIO

Tempo

°C all’interno

°C vicino sistema

°C stanza

12.00

18.8

17.8

17.2

12.30

18.7

17.8

12.45

18.3

13.00-1hr

17.5

13.30

°C all’interno

°C vicino sistema

°C stanza

20.00-8hr

14.2

19.0

19.0 **

17.2

22.00-10hr

14.0

19.0

20.5

18.0

17.5

09.00-21hr

14.4

18.2

17.5

18.0

17.3

13.00-25hr

13.0*

18.5

18.0

17.0

18.2

17.5

19.00-31hr

14.0

18.8

18.4

14.00-2hr

16.2

18.8

17.9

13.00-49hr

14.2

18.3

17.6

14.30

14.3

19.4

18.2

13.00-73hr

13.3*

18.5

17.4

15.00-3hr

13.0*

20.0

18.6

13.00-97hr

13.5

18.2

17.5

15.30

13.6

20.5

18.4

17.00-5hr

13.9

19.0

17.8

Tempo

Un problema di sostenibilità energetica

Umidità relativa abitazione 47% Ogni giorno ho versato 33 cl di acqua (temperatura ambiente) nell’intercapedine sopra la sabbia * apparato posto vicino finestra con leggera ventilazione esterna e irraggiamento solare diretto ** questo cambiamento di temperatura è derivato dall’accensione del riscaldamento nell’abitazione

103

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

Risultati e grafico esperimento n.1

21 20 19 18 17 16 15 14

TEMPERATURA in °C

13 12 11 10

10 TEMPO in ore 104

Temperatura all’interno Temperatura vicino al sistema Temperatura nella stanza

Capitolo 8 1

QUINDI Ho notato che l’apparato ha impiegato più o meno due ore per “attivarsi” ed ha raggiunto una temperatura media di 13.6°C. Ho visto che se posto vicino un flusso d’aria in movimento o più semplicemente una corrente d’aria (finestra socchiusa) ha raggiunto temperature più basse. Ciò può essere indotto sia dal fatto che le correnti d’aria spostano i fluidi soprastanti il modello, portando via le particelle più umide e sature sostituendole con delle nuove fresche e secche, sia da una convezione d’aria più fredda, esterna

RISULTATI Nel primo caso con l'uso della lana di vetro il sistema è arrivato ad una media di 13° c e con la fibra ceramica si è stabilizzato a 12.5° c. Ho notato in entrambi i casi che il materiale fibroso nll'intercapedine deve essere posto con le fibre in verticale e non in orizontale perchè facilita il trattenimento e la velocità dell'effetto di capillarità dell'acqua all'interno di esso nell'intercapedine. Entrambi i materiali svolgono in maniera adeguata la loro funzione ma dopo qualche giorno la ceramica esterna ha iniziato a perdere

all’ambiente domestico.

acqua nella parte più bassa, per la non adeguata densità dei

Dopo questa prova del reale funzionamento di questo sistema

nell'intercapedine, facendo vincere l'effetto di gravità.

in ambiente domestico, proverò ad usare diversi materiali che possano sostituire la sabbia, sia per alleggerire il prodotto che

materiali fibrosi che dovrebbero trattenere uniformemente il liquido

Dati:

per velocizzare l’assorbimento dell’acqua versata.

(i dati del vaso esterno in ceramica e quello interno in alluminio

Ho sperimentato con un materiale isolante di origine minerale con

Vaso esterno diametro= 33 cm

sono gli stessi per entrambi gli esperimenti)

struttura cellulare quale la lana di vetro e con la fibra ceramica.

Vaso interno diametro= 26 cm

8.2 ESPERIMENTO n 2, n3

1mq di fibra ceramica

Ho sperimentato il sistema pot in pot composto da un vaso in

Sperimentazioni Un problema di sostenibilità energetica

1mq di lana di vetro 6 lt acqua iniziale un bicchiere d’acqua ogni giorno

terracotta, uno in alluminio, lana di vetro e acqua. Le fasi di preparazione sono descritte nella pagina successiva affiancate da immagini e lo stesso procedimento è stato eseguito con al posto della lana di vetro la fibra ceramica.

105

Capitolo 8 1

Sperimentazioni Un problema di sostenibilitĂ energetica

ALLO STUDIO CERAMICO

utlizzando una terraglia particolarmente porosa

Prima operazione: impastare l'argilla

106

Inizio lavorazione al tornio

work in progress

Capitolo 8 1

Rifiniture del primo prototipo

Foggiatura del secondo prototipo

Sperimentazioni Un problema di sostenibilitĂ energetica

Aspettando l'essiccazione per l'infornatura

107

Capitolo 8 1

Sperimentazioni Un problema di sostenibilitĂ energetica

FASI ESPERIMENTO n.1

Inserimento lana di vetro tra il

Dopo aver inserito 6L d'acqua del rubinetto ho posizionato i termometri per la

contenitore ceramico esterno e quello

temperatura e l'umiditĂ interna ed esterna al sistema sperimentato

interno in alluminio 108

Capitolo 8 1

Sperimentazioni Un problema di sostenibilitĂ energetica

Prove di posizionamento vicino a

Dopo soli 17 minuti la temperatura

I dati ricavati dall'esperimento sono stati inseriti in tabelle e grafici, presenti

correnti d'aria e raggi solari

interna Ă¨ calata di 7Â°c

nelle prossime pagine

109

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

DATI ESPERIMENTO n.2 _TERRACOTTA_LANA DI VETRO_ALLUMINIO

Tempo

°C all’interno

°C vicino sistema

°C stanza 18.4

°C all’interno

°C vicino sistema

°C stanza

20.00-6hr

14.1

17.8

19.1

18.4

22.00-8hr

13.5

17.7

19.4

14.00

17.02

17.3

14.05

14.7

17.3

14.10

12.6

17.3

18.4

09.00-19hr

13.4

17.6

18.7

14.13

11.4

17.2

18.4

13.00-23hr

13.1

18.5

18.2

14.17

10.7*

17.2

18.4

20.00-30hr

12.8

18.1

18.9

14.25

10.8

17.2

18.4

13.00-47hr

13.1

17.6

18.4

15.00-1hr

11.5

17.4

18.4

13.00-71hr

13.0

17.3

18.2

11.7

16.8

18.2

13.00-95hr

12.9

17.9

18.7

12.1

16.6

18.1

12.8

17.0

18.2

15.40

17.00-3hr 18.00-4hr

Tempo

PROBLEMA: dopo 4/5 ore il vaso ha perso dell’acqua. Credo il motivo sia che la lana di vetro non potendo assorbire correttamente il liquido lo lasci colare in basso, facendo così accumulare tutta l’acqua in basso che deve essere trattenuta dal vaso esterno in terracotta che essendo poroso non

Umidità relativa iniziale nella stanza 40% Umidità relativa iniziale nella stanza 45% Alle ore 14.00 ho inserito 6 110 litri di acqua del rubinetto ad una temperatura di 8° * valore più basso registrato dovuto all’inserimento dell’acqua

riesce a trattenerla. PROPOSTA: vetrificare o trattare la parte inferiore dell’apparato o trovare un materiale che come la sabbia oltre ad essere permeabile possa anche assorbire e trattenere l’acqua inserita.

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

21 20 19 18 17 16 15 14

TEMPERATURA in °C

13 12 11 10

1 TEMPO in ore

90 Temperatura all’interno Temperatura vicino al sistema 111

Temperatura nella stanza

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

DATI ESPERIMENTO n.2 _TERRACOTTA_LANA DI VETRO_ALLUMINIO

Tempo

°C all’interno

°C vicino sistema

°C stanza 18.4

°C all’interno

°C vicino sistema

°C stanza

20.00-6hr

14.0

17.8

19.1

18.4

22.00-8hr

13.4

17.7

19.4

14.00

17.01

17.3

14.05

14.2

17.3

14.10

12.3

17.3

18.4

09.00-19hr

12.9

17.6

18.7

14.13

11.1

17.2

18.4

13.00-23hr

12.6

18.5

18.2

14.17

10.2*

17.2

18.4

20.00-30hr

12.4

18.1

18.9

14.25

10.6

17.2

18.4

13.00-47hr

12-5

17.6

18.4

15.00-1hr

11.3

17.4

18.4

13.00-71hr

12.5

17.3

18.2

11.4

16.8

18.2

13.00-95hr

12.4

17.9

18.7

11.6

16.6

18.1

12.6

17.0

18.2

15.40

17.00-3hr 18.00-4hr

Tempo

Umidità relativa iniziale nella stanza 40% Umidità relativa iniziale nella stanza 45% Alle ore 14.00 ho inserito 6 112 litri di acqua del rubinetto ad una temperatura di 8° * valore più basso registrato dovuto all’inserimento dell’acqua

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

21 20 19 18 17 16 15 14

TEMPERATURA in °C

13 12 11 10

1 TEMPO in ore

90 Temperatura all’interno Temperatura vicino al sistema 113

Temperatura nella stanza

Capitolo 8 1

Sperimentazioni Un problema di sostenibilità energetica CONCLUSIONI Il primo esperimento mi è servito per convalidare l'ipotesi basilare del funzionamento di evaporative cooling, che con correnti d'aria e bassa umidità relativa si aziona immediatamente con l'inserimento dell'acqua, e dopo 3/4 ore inizia l'evaporazione. Il secondo e il terzo esperimento, anche se con risultati e procedimenti simili, mi hanno fatto capire che i materiali usati non possono essere adoperati in un prodotto finale sia per le prestazioni energetiche che per la tossicità della lana di vetro. La schiuma di vetro e i PCM rimangono, in teoria, i materiali che potrebbero portare a prestazioni ottimali il sistema ad una temperatura media di 10°c, e che dovrebbero ovviamente essere sperimentati per perfezionarne l'utilizzo.

114

Capitolo 1

I TRE ESPERIMENTI A CONFRONTO

Un problema di sostenibilità energetica

21 20 Temperatura esterna

19 18 17 16 15 14

Temperatura interna

TEMPERATURA in °C

13 12 11 10

1 TEMPO in ore

90 Esperimento n.1 115 Esperimento n.2

Esperimento n.3

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

116

Capitolo

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

Progetto Freeijis 9.1 FREEIJIS COSA SIGNIFICA?

9.2 DEFINIZIONE DEI VALORI

Il termine Freeijis è il prodotto dell’unione tra la parola inglese free,

Ogni prodotto è inscritto in un processo enunciativo che può essere

che letteralmente ricopre i significati di “disponibile”, “indipendente”

suddiviso su due livelli: quello dell’istanza enunciativa, collocata

e “chiaro” , friji in Swahili, la lingua parlata in alcune zone dell’Africa,

a monte dell’atto enunciativo e che ne controlla le regole e le

significa “fresco” e S è l’entropia che rappresenta il funzionamento

condizioni; e quello degli enunciati concreti, generati da questa

del prodotto.

istanza, che si trovano a valle dell’atto enunciativo e che ne

In particolare la parola entropia venne introdotta per la prima volta

rappresentano in qualche modo le tracce e le “prove” osservabili.

da Rudolf Clausius nel suo Trattato sulla teoria meccanica del

L’enunciazione fondamentale contiene la vera ragione d’essere,

calore, pubblicato nel 1864. In tedesco, Entropie, deriva dal greco

il fondamento del procedere e la giustificazione della legittimità a

εν, “dentro”, e da τροπή, “cambiamento”, “punto di svolta”,

esistere del prodotto.

“rivolgimento” per Clausius indicava quindi dove va a finire l’energia

Mi sono dovuta porre la terribile questione: “Perchè Freeijis

fornita ad un sistema.

invece di niente oppure "oltre" al frigorifero comune?”. Questa

Freeijis vuole simbolicamente rappresentare il concetto

domanda esistenziale, e le risposte che mi sono data, mi hanno

di energia naturale disponibile per tutti, un'energia pulita,

aiutata a capire i punti fondamentali del mio progetto.

efficente e sana (differentemente da quanto avviene oggi pensando

Le risposte da cui ho dedotto i punti e le parole chiave sono:

Perchè Freeijis invece

di niente oppure "oltre" al frigorifero comune?

alle poco naturali fonti energetiche comunemente usate).

117

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

-perchè introduce nel campo degli elettrodomestici una fonte di

livello dei racconti che mettono in scena i valori stessi.

energia rinnovabile

Attribuiscono loro strutture narrative esplicitandoli che poi passano

TECNOLOGIA PULITA > ORIGINALITA’

al livello dei discorsi o delle manifestazioni in cui i valori e i racconti sono arricchiti dalle figure del mondo: oggetti, forme, colori, slogan,

- perchè Freeijis non usa energia elettrica, quindi riduce il dispendio

ecc.

energetico, incidendo direttamente sull’economia degli utenti

Questo livello è il più sensibile all’ambiente socioculturale, ai modi

RISPARMIO ECONOMICO > SEMPLICITA’

di vita e ai comportamenti dei ricettori.

- perchè è a impatto ambientale zero RISPARMIO AMBIENTALE > ESIGENZA - perchè usa materiali naturali a lunga durata DUREVOLEZZA > ESIGENZA - perchè conserva in maniera corretta e naturale (ciò che non fanno i comuni frigoriferi) gli alimenti = PIU’ SALUTARE > QUALITA’ Questi atti enunciativi devono trasformarsi in promesse in cui si passa dall’introspezione alla proiezione verso il pubblico e il contesto, poi bisogna iscrivere la promessa in uno o più territori dove i valori permettono di dare un'andatura specifica e caratteristica, di collegarsi ai valori contestuali e socioculturali. Gli enunciati devono essere manifestati concretamente e dal livello dei valori, che fondano l’identità e attribuiscono al prodotto un senso quali l’originalità, la semplicità, l’esigenza e la qualità, si passa al

118

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

ORGANIZZAZIONE SEMIO-NARRATIVA DEL SIGNIFICATO

originalità natura e semplicità sostenibilità qualità tecnologia pulita riferimento alla natura scelta e combinazioni stile di vita sano e cosciente forme arrotondate e organiche (VS cubi cucina, ritorno 70s) colore naturale terracotta (rossastro/marrone) terracotta, acqua, alluminio freschezza e ruvidità al tatto

119

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

9.3 DEFINIZIONE DELL’UTENZA Mentre la tendenza dominante della società è quella di consumare

questo contesto.

senza preoccuparsi del futuro e dell’ambiente, alcune persone

Insomma sembra quasi che una buona parte dei consumatori

hanno intuito che quella direzione vada verso l’autodistruzione.

attuali non voglia più nutrirsi se non di minestre e di yougurt. Altri

Andare contro natura è come andare contro sè stessi.

fattori contribuiscono a sviluppare queste tendenze: l’attenzione

Purtroppo solo una piccola cerchia ha capito che è meglio vivere

crescente rivolta alla salute, alla forma, al controllo del peso o

più in armonia con la natura ed è meglio rispettarne i tempi, i cicli, i

alla mancanza di tempo orientata verso una cucina più rapida. Tutte

fenomeni avendo uno stile di vita più naturale ed equilibrato.

queste tendenze sono percorse in filigrana da una potente logica

C’è chi è arrivato a tali considerazioni per problemi di salute, chi per

di desostanziazione tipica del contesto sociale postmoderno nel

ideale sociale, chi per ideale ambientale. Queste persone cercano

quale viviamo. (Semprini 2005)

sul mercato prodotti che soddisfino la loro esigenza di naturalità

120

e genuinità. Oggetti che gli permettano di vivere in maniera più

Innanzitutto è opportuno precisare che il progetto in questione

rispettosa.

non fa

Il mio progetto è indirizzato a queste persone che, diverse per

fasce d’utenza, ognuna caratterizzata da usi, costumi, abitudini e

età, estrazione sociale, religiosa e politica, credono che bisogna

caratteristiche che contribuiscono ad accomunare gli appartenenti

rispettare di più sè stessi, gli altri esseri viventi e la terra dalla quale

a tali gruppi.

dipendiamo

Una prima fascia d’utenza, a cui il prodotto si indirizza forse meglio

Gli esperti constatano da tempo un calo del consumo di

di altre, è sicuramente rappresentata non da un singolo utente ma

alimenti pesanti, sostanziosi, dai sapori forti e poco sofisticati: le

da un nucleo, la famiglia.

carni rosse cotte in salse, il pane, il vino ordinario, i sughi ricchi

Questa è costituita da 3-4 persone: padre, madre e uno o, al

le consistenze spesse. Parallelamente, aumenta regolarmente il

massimo, due figli.

consumo dei prodotti più leggeri, di consistenza liquida o semi-

All’interno di questo specifico gruppo familiare, il padre e la madre

liquida, dalla tessitura aerea, dai profumi delicati, dai gusti meno

svolgono attività lavorative a tempo pieno: libero professionista

pronunciati.

nel campo progettuale il padre (ingegnere, architetto, designer,

Aumenta quindi regolarmente il consumo di carni bianche e pesci

…) e insegnante o ricercatrice la madre (professoressa liceale o

crudi, grigliati o appena scottati, di frutta e di verdura.

universitaria, biologa, chimica, …).

Il successo della cucina giapponese può del resto essere situata in

Essendo entrambi impegnati durante tutto l’arco della giornata

riferimento ad una singola utenza specifica ma a più

Capitolo 9 1

affidano la custodia dei figli ai nonni: vivendo con un stipendio

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

lavoratori

medio non vogliono spendere ulteriore denaro per una baby-sitter. Il figlio (o i figli) hanno un età che varia dai 6-7 (per quello minore) ai 13-15 anni (per quello maggiore).

stipendio medio

Entrambi praticano attività sportive (sport di squadra o individuali), in generale conducono uno stile di vita sano sia dal punto di vista

Prima fascia: Nucleo famiglia

amanti dello sport

sana e corretta alimentazione

interessi socio ambientali

Target

stile di vita responsabile Seconda fascia: coppia di giovani conviventi sportivo che dell’alimentazione. I genitori hanno una spiccata attitudine al rispetto dell’ambiente, danno peso al valore dell’impatto zero quando acquistano e consumano, sono cittadini che oltre ad adottare uno stile di vita più responsabile improntato a sobrietà e sostenibilità esercitano un quotidiano consumo critico durante l’atto di acquisto e consumo di prodotti di qualsiasi tipo.

basso stipendio mensile attenzione al risparmio economico

interessi culturali verso tematiche artistiche 121

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

La seconda fascia d’utenza è rappresentata da un nucleo abitativo

ricollegare ai loro progetti di vita, alle loro preoccupazioni, alle

più ristretto da una coppia di giovani conviventi (questa fascia si

loro domande, al contesto pratico della loro vita quotidiana.

colloca quindi tra i 25 e i 35 anni).

Bisogna che possano ritrovarsi in questo progetto e vedere in che

Questa specifica tipologia di utenza è caratterizzata principalmente

misura esso contribuirà a dare senso alla loro esperienza, come li

dall’attenzione verso la quotidianità e i fatti socio-politici, allo stesso

aiuterà a “funzionare” meglio in quanto individui in un contesto di

tempo, da una spiccata sensibilità verso problematiche di tipo

consumo e in uno spazio sociale sempre più complesso.

ambientale. Altra peculiarità dell’utenza in questione è la condizione

Questo progetto che suggerisce e garantisce un’alimentazione

economico-finanziaria: trattandosi di giovani (lavoratori part-time

sana ed ecosostenibile a base di prodotti “freschi” della natura

e non) dipendenti da un lavoro precario con un basso stipendio

entra in risonanza con il progetto abbondantemente condiviso

mensile e in larga misura dalla famiglia, si caratterizzano soprattutto

nella società contemporanea di nutrirsi meglio e con prodotti

per l’attenzione al risparmio scegliendo, quando possibile, acquisti

più leggeri.

(sia di prima necessità che non) in offerta, a sconto o che in ogni caso possano comportare per loro un notevole risparmio.

9.4 DEFINIZIONE DEI PERCORSI NARRATIVI

Le caratteristiche principali di questa fascia di utenza “giovane”

122

(dai 25 ai 35 anni circa appunto) fanno riferimento ad interessi

Solitamente il posizionamento spaziale e funzionale degli apparati

principalmente socio-ambientali, economici (in termini di attenzione

refrigeranti è collocato quasi esclusivamente in ambito domestico,

al risparmio), salutari e culturali (indirizzati soprattutto verso

nell’ambiente cucina.

tematiche artistiche e sportive).

La cucina rappresenta sempre più il luogo in cui si incrociano

I consumatori hanno smesso da tempo di appassionarsi alla novità

con più frequenza tutte le dimensioni abitative, dalla funzionalità

in quanto tale.

estetica, dalla socializzazione alla vita di coppia o familiare: è

Sono pronti ad aderire a una nuova proposta soltanto se ne

insomma il luogo più complesso della casa, e spesso il luogo

percepiscono chiaramente l’interesse e soprattutto il valore

in cui si vive di più.

immaginario, ovvero la possibilità di conferirle un senso e un progetto

Una sorta di “piazza” della domesticità, in cui la dimensione

nel contesto di una proiezione o di una simbolica valorizzata.

alimentare, il cibo e le sue ritualità costituiscono i grandi

Quindi il mio prodotto deve essere inserito alla perfezione in

attrattori.

un racconto dotato di senso, per cui gli individui lo possano

Il prodotto proposto grazie ad una propria connotazione morfologica

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

(più simile ad una scultura/vaso che ad un apparato refrigerante) e in virtù dell’utenza a cui è destinato, si presta a soddisfare esigenze più ampie. Le attuali cucine high tech pullulano di optional per poter tagliare, grattugiare, conservare e quant’altro ma stanno mutando sempre più verso uno stile di vita più sostenibile per le persone che sono sempre più attente al corpo, alla linea e ai cibi. Un caso emblematico è Greenkitchen di Whirlpool, una cucina completamente eco-sostenibile. Il progetto Greenkitchen consiste in una cucina completa, che permette di risparmiare fino al 70% dell’energia necessaria a svolgere le varie operazioni di preparazione, cottura dei cibi e lavaggio delle stoviglie. Apparentemente ha l’aspetto di una comune cucina, con un design anche ricercato, ma la differenza è determinata dalla tecnologia che ne è alla base che consente di ottimizzare i consumi di acqua e calore, attraverso l’interazione tra i vari elettrodomestici. Il frigorifero risparmia più del 50% di energia rispetto a uno comune, è possibile utilizzare il calore generato dal compressore del frigorifero per ottenere acqua calda da utilizzare per la lavastoviglie il piano cottura è fatta in modo da convogliare il calore solo nel punto in cui viene appoggiata la pentola, senza sprechi. La cappa si aziona solo nel momento in cui riconosce la presenza di odori ed umidità. Inoltre l’aria raccolta viene depurata e reimmessa nell’ambiente per riscaldarlo. Siamo in un contesto dove si costruiscono giardini sui tetti, erbari

123

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

Si sta verificando un

graduale mutamento da stile di vita

consumistico e non completamente

cosciente a uno stile di vita sostenibile

per l’ambiente e per l’uomo...

e mini orti nelle proprie cucine che possono essere il clima ideale

usi, come innaffiare le piante, fare le pulizie o lavare i piatti.

per erbe e piante, ideale per tutto l’anno grazie alla combinazione

Nel lavello è presente un particolare filtro che raccoglie l’acqua

tra calore (residuo del forno) , umidità stabilita dai sensori e acqua

ancora pulita e la indirizza verso una tanica di raccolta, da dove

riciclata.

potrà essere riutilizzata, dopo essere stata sottoposta ad un

C’è una crescente sensibilità (come ho convalidato con il mio

trattamento antibatterico.

questionario) soprattutto nelle donne nel consumare cibi

Si sta verificando un graduale mutamento da stile di vita consumistico

sempre freschi, acquistati più frequentemente ogni 2 o 3 giorni,

e non completamente cosciente a uno stile di vita sostenibile per

diminuendo quindi lo spreco del cibo andato a male nel frigorifero.

l’ambiente e per l’uomo che diventa sempre più cosciente delle sue

La Greenkitchen permette un uso e un riciclo intelligente dell’acqua,

azioni, senza sottoporsi a dure privazioni e drastici cambiamenti

frutta e verdura possono essere lavate e pulite utilizzando il minimo

comportamentali e di comfort.

indispensabile di acqua, grazie a particolari sensori.

L’utente al posto di inserire ortaggi e frutta nel frigorifero li inserisce

Quando si lascia scorrere l’acqua fredda in attesa che si riscaldi,

nel prodotto che quindi riduce drasticamente l’effettivo

uno speciale serbatoio la raccoglie per poterla impiegare per altri

consumo di energia elettrica senza modificare drasticamente lo stile di vita e il comfort quotidiano al quale l’individuo è abituato.

124

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

9.5 ERGONOMIA E INTERAZIONI Come abbiamo visto nella definizione dei percorsi narrativi, la cucina rappresenta l’ambiente di lavoro più importante della casa ed ogni abitante della casa vi trascorre molto tempo per i lavori quotidiani. In cucina, la necessità di avere tutto a portata di mano e di muoversi liberamente e comodamente senza affaticarsi è di primaria importanza, la zona cucina deve essere come un vestito “su misura” per le esigenze individuali. Questa zona e i prodotti ad essa annessi devono prendere in considerazione aspetti come l’ergonomia, i processi di lavoro ottimizzati (distanze, tempo), e le abitudini comportamentali legate all’ambiente stesso. L’aspetto ergonomico in una cucina riveste una grande importanza in riferimento alle sollecitazioni fisiche. Il lavoro quotidiano in questa zona, più che a una tranquilla passeggiata potrebbe essere paragonato ad uno sport ad alto livello, in cui la distanza percorsa è interrotta da ripetuti arresti, flessioni, tensioni seguiti da nuove accelerazioni. Nonostante l’aiuto fornito da molti accessori e dagli elettrodomestici, il lavoro può essere molto faticoso. Una buona organizzazione degli spazi può ridurre i percorsi “ad ostacoli” ed i movimenti innaturali e inutili. La disposizione delle varie zone, il rispetto delle distanze, l’organizzazione di percorsi razionali sono quindi i punti di partenza per fare del lavoro in cucina un’attività naturale, semplice e creativa. Le azioni principali che si effettuano in questa zona sono cucinare, conservare e mangiare, e tutte e tre hanno bisogno dei loro spazi

in base alle singole esigenze. Solitamente la zona conservazione (dispensa, frigorifero), la zona lavaggio (lavello, lavastoviglie) e la zona cottura (piano cottura),

CUCINARE

sono unite per mezzo di triangoli di lavoro di piccole dimensioni (immagine nella pagina successiva). La somma dei tre lati che

CONSERVARE

le uniscono non dovrebbe superare i 650cm. In una disposizione ottimale le tre zone devono essere intervallate da piani di lavoro.

MANGIARE

Queste tre zone sono associate ovviamente a tre diverse abitudini e interazioni con gli oggetti e gli spazi da parte degli individui e hanno in comune l’azione e la necessità primaria dell’uomo quale quella di nutrirsi, quindi di sedersi a un tavolo e di mangiare, da soli o in compagnia: - la zona cottura è corredata da un piano di appoggio e occupa lo “spazio” per l’atto di cucinare, preparare, cuocere, affettare, cuocere con il forno, con il forno a micro onde, con i fornelli e le pentole - la zona conservazione è costituita da elettrodomestici o zone adibite alla conservazione degli alimenti, il frigorifero, il congelatore, i pensili e le dispense. Un piano o più piani d’appoggio sono sempre necessari per riorganizzare e sistemare gli alimenti nei giusti scomparti - la zona lavaggio rientra nell’ambito della preparazione dei cibi, come nella zona cottura. In questa zona è compreso il lavello che può avere uno o più spazi adibito ad esso con piano di scolatura e con uno di pre-lavaggio dove collocare stoviglie o alimenti prima o dopo il lavaggio stesso.

125

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

La zona adibita al rifocillarsi è costituita da un tavolo e delle sedie

conservazione in frigorifero. Nella zona lavaggio ci sarebbe una

dove ci si può sedere o sostare ed è solitamente posta fuori dai

comodità nell’inserire l’acqua nel prodotto e una conseguenza

triangoli di azione delle tre zone di passaggi frequenti, appena

logica al lavaggio degli alimenti nel lavello da riporre direttamente

descritte, in quanto può essere d’intralcio o di ostacolo all’usuale

nel prodotto sul piano d’appoggio laterale, solitamente posto

interazione spazio-abitudinale dell’individuo.

in prossimità di una finestra per facilitare l’evaporazione della

Freeijis si potrebbe inserire nella zona conservazione,

condensa che si crea durante il lavaggio o la cottura. Freeijis

lavaggio o sul tavolo da pranzo dove comunemente uno spazio è

potrebbe essere collocato anche sul tavolo nella zona “mangiare”

adibito a recipienti o vasi porta frutta. Potrebbe inserirsi nella zona

più esposta a un flusso d’aria in movimento per le correnti d’aria e

conservazione soprattutto per l’interazione intuitiva, funzionale

per i passaggi degli individui. In questa zona l’apparato sarebbe

e diretta che può avere l’individuo in questa zona già adibita alla

più facilmente adoperabile senza avere troppi limiti dimensionali di CUCINARE

PIANO COTTURA

piano lavoro

LAVARE

MANGIARE

A destra passaggi “d’azione” in cucina dove sono indicati i flussi di movimento nella cucina, a destra schema interazioni spazio-abitudinali (le parti gialle indicano

FRIGORIFERO

LAVELLO

la possibilità di collocazione spaziale di Freeijis)

piano lavoro

126

CONSERVARE

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

pensili o ingombri di elettrodomestici. Oltre a considerare il valore comportamentale dei rituali delle azioni svolte in cucina, le interazioni, e i passaggi, è altrettanto importante sapere le dimensioni e le altezze dei piani su i quali poter inserire il prodotto. Le dimensioni dei piani di lavoro non sono sempre uniformi perchè devono adattarsi alle singole attività da svolgere. L’altezza standard è tra i 70 e i 90 cm e la prima è adatta soprattutto

Oltre tener conto dell’altezza dei piani è necessario anche tener conto dei pensili sopra di

1700 mm

mentre quelle più pesanti (impastamento) andrebbero svolte ad un’altezza di circa 75 cm.

400 mm

preparazione dei cibi; preparazioni delicate o complesse necessitano di un piano più alto

550 mm

per i piani dove si può mangiare, mentre la seconda è per piani di lavoro destinati alla

essi che sono frequentemente presenti sopra la zona cottura, conservazione e lavaggio. La profondità dei pensili, deve essere sempre inferiore a quella delle basi, per non

300 mm

rischiare di urtarvi continuamente con la testa durante le operazioni di cucina. La misura media più diffusa si aggira intorno ai 35 cm, soprattutto considerando una profondità

800 mm

standard della base sui 60 cm e lo spazio tra la base e i pensili varia tra 45 e 60 cm. Freeijis avendo un ingombro in altezza di 40 cm può essere posto sulla zona lavaggio e conservazione, tenendo conto delle problematiche in presenza di pensili troppo bassi, o sul tavolo nella zona “mangiare” con una altezza ottimale per l’uso, e una notevole agilità di inserimento e estrazione degli alimenti dal prodotto. L’apparato ha una apertura inclinata che serve per indicare la parte frontale dell’oggetto e soprattutto per agevolare

600 mm

l’uso se in presenza di ingombri nella zona verticale sopra di esso. ZONA

MOTIVAZIONE

MISURE punto d’appoggio

CONSERVAZIONE

collegamento spazile intuitivo e funzionale

P minimo 60 cm H 72/90 (con pensile sopra)

LAVAGGIO

comodità nell’inserire l’acqua, nel lavaggio alimenti prima dell’inserimento

P minimo 60 cm H 72/90 (con pensile sopra)

MANGIARE

più esposto a ventilazione, facilità estrema nell’utilizzo

H 72/80

127

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

9.6 CONCEPT E VINCOLI PROGETTUALI Freeijis è un prodotto per la conservazione di frutta e verdura in

d’acqua interna, o che indicano attraverso il rilevamento di sensori

ambiente domestico e non utilizza energia elettrica.

la corretta temperatura, luce o acqua che una pianta ha bisogno.

Questo oggetto è posto, sia per motivi comportamentali che

I segnali naturali ci informano senza disturbare, e ci consentono di

funzionali, nel fulcro della casa, ovvero nella cucina, in cui la

avere una consapevolezza naturale, non intrusiva e non irritante

dimensione alimentare, il cibo e le sue ritualità costituiscono i

di ciò che avviene attorno a noi e sono anche più semplici da

grandi attrattori.

identificare. La comunicazione implicita può essere uno strumento potente per

INTERAZIONE NATURALE CON L’UTENTE

informare senza disturbare e può essere e nel mio caso deve essere

Freeijis deve essere caricato d’acqua dall’utente ogni 2 o 3 giorni

tradotta in ”affordance” che è una comunicazione fra il designer di

e questa necessità oltre ad essere scritta sul libretto delle istruzioni

un prodotto e l’utente, ovvero tra il prodotto stesso e l’utenza finale.

è osservabile dal suo materiale esterno che essendo in materiale

C’è la necessità di segnalare in maniera naturale il bisogno di

ceramico, traspira facendo, evaporare l'acqua interna quindi

ricaricare l’acqua nel prodotto e deve essere tradotta quindi

segnala in maniera naturale il suo funzionamento.

in affordance visiva, come lo stato della superficie esterna del prodotto "skin" che effettua una segnalazione continua, efficace e

Quando si capisce che una pianta ha bisogno di essere annaffiata?

percepibile direttamente dall’utente.

Quando notiamo segnali di deperimento delle foglie o dei fiori o

Questa segnalazione è come un feedback che dà gli indizi su ciò

semplicemente toccando il terriccio nel vaso.

che sta accadendo, indizi su quello che dovrebbe fare il fruitore.

Freeijis in una maniera simile, quando sarà umido esternamente

Il feedback è importante per:

starà eseguendo correttamente le sue funzioni, quando sarà più

- rassicurare

arido (molto visibile data la matericità esterna) vuol dire che avrà

- fornire stadi di avanzamento e stime dei tempi

bisogno d'acqua, segnalando quindi in un modo naturale e discreto

- imparare

le sue esigenze.

- confermare - gestire le aspettative

128

In questi ultimi anni si sono visti alcuni progetti rivolti verso

L’interazione deve essere continua ma non-intrusiva, e di norma

l’autossuficienza delle piante e la loro possibile segnalazione di

richiedere poca o nessuna attenzione.

“sete”, come ad esempio vasi con display o indicatori del livello

“Abbiamo bisogno di un modo più naturale, più continuo di rimanere

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

informati dello stato degli eventi attorno a noi” (Norman 2007)

LINGUAGGIO NATURALE

Freeijis è concettualmente come un mini orto domestico intelligente

Quindi la soluzione formale deve seguire coerentemente il suo

del quale prendersi cura, dal quale si potranno cogliere i frutti

funzionamento e ottimizzare l’”assorbimento” di calore, soprattutto

freschi della natura conservati in maniera naturale e corretta (vedi

attraverso la forma, cercando di facilitare se non addirittura creare

capitolo 4 riguardante il corretto metodo di conservazione).

una ventilazione forzata (vedi Ventilazione forzata, effetto Venturi

Freeijis segnala la temperatura nella parte interna dove si conservano

cap. 7).

gli alimenti attraverso una striscia di materiale cromogenico, che in

A questo proposito ho eseguito uno studio sulla fluidodinamica,

base alla temperatura colora un numero indicante i gradi Celcius

studiando il comportamento del fluido aria (p.92 e 142), quando entra

presenti all'interno.

in contatto o si scontra con uno ostacolo e crea una accelerazione del suo moto creando un regime turbolento.

L’interazione con l’oggetto deve essere ovviamente il più intuitiva e

Se si creano dei canali con diverse sezioni variabili, entro i quali il

semplice possibile: nell’apertura, nell’inserimento e nell'estrazione

fluido può passare, si può interferire sulla velocità del fluido stesso,

di alimenti all’interno.

creando una ventilazione forzata e un movimento continuo di aria

A tal proposito l'imboccatura superiore del prodotto è stata

attorno all’oggetto. Come ad esempio nell’emodinamica, che analizza

progettata in maniera obliqua per conferire una direzione all'oggetto

e studia il comportamento del sangue in movimento nei vasi, in un

e facilitare l'inserimento degli alimenti.

flusso costante più stretto è il vaso e maggiore è la velocità di flusso.

Freeijis può essere paragonato ad un elettrodomestico non "elettro"

Questo è anche chiamato effetto Venturi (o paradosso idrodinamico)

ma solo domestico statico, ovvero una volta trovata la postazione

fenomeno fisico per cui la pressione di una corrente fluida aumenta

nell'ambiente cucina, come una macchina da caffè o un forno a

con il diminuire della velocità.

microonde, sarà raramente spostato.

L'effetto Venturi è il fondamento fisico della vela e del volo aereo.

Il suo posizionamento deve essere inscritto, come abbiamo visto

La forma di Freeijis è segnata dal tempo ed erosa dal vento, quindi

nel paragrafo sull'ergonomia e interazione, nel triangolo delle azioni

dai movimenti di fluido che la circondano, come le rocce erose dal

in cucina tra zona conservazione, lavaggio e cottura, su un piano

vento e dal salmastro vicine al mare, o dalla pioggia; è una forma

d'appoggio che varia dai 60 ai 75 cm di altezza.

scolpita dagli agenti atmosferici, direttamente creata dalla natura che

A tal proposito ho ideato un piano d'appoggio con altezza ideale

è contenuta al suo interno: frutta e verdura come natura viva, quindi

che permette il corretto uso per una persona alta 1,68 cm.

fresca e appena colta.

129

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

130

Capitolo 9 1

Progetto Un problema Freeijis di sostenibilità energetica

Come abbiamo visto nel capitolo dello sviluppo della tecnologia, volta a incrementare le prestazioni energetiche, maggiore è la superficie esterna nel minor spazio possibile e migliore è l’assorbimento di calore, con incremento dell’evaporazione dell’acqua; quindi una forma irregolare, asimmetrica e curvilinea, corrisponde a un ottimo modo per mettere in atto questa teoria (pag 93). VERTICALITA’ La forma si sviluppa in verticale in quanto occupa meno superficie di lavoro e sfavorite la creazione di etilene nelle verdure (che può far maturare o danneggiare più facilmente gli alimenti). La forma, che propende verticalmente, con l’apertura inclinata, slancia le linee verso una dinamicità nonostante l’oggetto sia statico: questa dinamicità è la metafora basilare del funzionamento dell’apparato, che è sempre in movimento, in funzionamento, propendendo verso un lato come se fosse pronto a muoversi e camminare. La staticità dell'oggetto porta a riflettere, a soffermarsi e a prendersi un minuto della propria giornata ormai frenetica e "senza tempo" per pensare al proprio cibo e a prendersi cura di esso versando acqua in Freeijis. Deve essere un modo e un momento per avere più tempo per se stessi, per la propria salute, per il proprio corpo, un momento di relax e di cura del proprio essere, come chi possiede un bonsai concentra tutte le proprie energia in esso per farlo fiorire, nonostante abbia dimensioni microscopiche rispetto ai baobab centenari.

131

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

132

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

133

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

A B C D

F G

134

ELEMENTO

MATERIALE

A_ tappo

feldspatico

B_ guarnizione

pvc

C_ filtro

alluminio

D_ porta frutta

alluminio

E_ contenitore verdura

alluminio

F_ strato intermedio

schiuma di vetro

G_ contenitore esterno

feldspatico

Capitolo

Capitolo 10 1

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilità energetica

Analisi del prodotto

In questo capitolo verrà presentata una descrizione dettagliata di Freeijis affiancata da disegni che permettono una più rapida comprensione del prodotto.

10.1 MORFOLOGIA DEL PRODOTTO Il prodotto, nella sua interezza, è stato conformato in maniera tale da corrispondere alle esigenze funzionali del sistema di raffreddamento per mezzo di evaporazione, quindi qui è necessario ripetere la frase "le forme seguono la funzione". A _ TAPPO: Questa soluzione formale è derivata dalle necessità di confortevolezza e semplicità nell'apertura del prodotto. Una rientranza nella parte superiore laterale destra permetta una buona presa e impugnatura del tappo nel momento di apertura. Nella parte inferiore del tappo è presente una scalanatura adibita all'inserimento di una guarnizione elastica di gomma per una migliore chiusura ed aderenza al contenitore interno, evitando

135

Capitolo 10 1

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilità energetica

così di far toccare il materiale ceramico del tappo con la parte in alluminio del contenitore per verdura. Il materiale ceramico poroso del tappo oltre ad essere un buon isolante è anche un ottimo traspirante e permette la circolazione d'aria naturale all'interno del prodotto dove sono posizionati gli alimenti. Questa forma che da una parte è incava (per l'appiglio ergonomico dell'utente) può essere ottenuta con due stampi laterali

con tappo chiuso

pvc che permette una migliore chiusura ed aderenza del tappo al contenitore interno che tiene gli alimenti. La guarnizione quando il tappo è aperto è dilatata nella sua normale con tappo aperto

dimensione e tensione, nel momento in cui si chiude il tappo la membrana si piega per aderire efficaciamente al contenitore. C_ FILTRO Il filtro da come si intuisce già dal nome stesso ha la funzione di

che ne permettono una rifinitura ottimale. B_ GUARNIZIONE Questo elemento come anitcipato precedentemente è inserito in una cavità del tappo appositamente progettata per questo. Questa guarnizione è in un mtaeriale di gomma elastica come il

136

filtrare il vapore acqueo e l'acqua. Ovvero permette l'evaporazione verticale del liquido contenuto nell'intercapedine e serve per inserire l'acqua in modo circolare e uniforme nell'intercapedine, non tanto grazie ai fori ma soprattutto all'inclinazione e allo spazio che separa il filtro dal contenitore interno attorno al quale è saldato il pezzo. Queto poggia quindi sia sul bordo del contenitore esterno che con

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

137

Capitolo 10 1

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilità energetica

tre tacchette a quello interno. D_ PORTA FRUTTA Questo elemento estraibile è pensato per permette la suddivisione tra frutta e verdura. Un tubolare nella parte centrale del piano circolare ha all'estremità uno "stop" che permette all'utente l'impugnatura per l'estrazione dell'elemento inserito nel contenitore interno per verdura. La base è un piano circolare su cui è posto un tubolare a forma di "molla" inserito per non far cadere la frutta nel momento in cui si estrae l'elemento e pensato senza pareti reali per ridurre durante la

138

Capitolo 10 1

produzione il materiale usato.

G_ CONTENITORE ESTERNO

Ha una capienza di 4 litri.

Questo elemento in materiale feldspatico poroso ha la funzione

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilità energetica

di fare evaporare l'acqua contenuta nell'intercapedine e quella di E_ CONTENITORE VERDURA

creare una ventilazione forzata attorno al prodotto stesso.

Questo contenitore interno oltre ad avere la funzione di contenere

L'evaporazione avviene in maniera orizzontale, dal nucleo verso

gli alimenti è l'ultimo stadio di un transito energetico (approfondito

l'esterno, la "ventilazione forzata" viene creata grazie all'effetto

nel capitolo .......), il suo materiale influenza notevolmente il

Venturi (cap. 7) quindi i canali creati esternamente servono a creare

funzionamento dell'apparato.

flussi turbolenti e a velocizzare i flussi d'aria esterni all'oggetto,

Il materiale è l'alluminio che è ha un alto valore di conducibilità

come vedremo nell'immagine nella pagina seguente.

termica. All'interno è stato inserito un cordolo che blocca il porta frutta a non

E' stato effettuata una visualizzazione di un dato flusso d'aria in un

andare oltre quel limite dimensionale.

dato momento, in un dato spazio per indicare l'effetto approssimativo

Il volume inerno è di 20 litri ma se 4 sono occupati dal porta frutta ne

dei flussi del liquido (aria) intorno all'oggetto, convalidando l'azione

rimangono 16 adibiti alla conservazione di verdura.

dell'effetto Venturi. Nell'immagine nella pagina successiva è stata analizzata la

F_ STRATO INTERMEDIO

percentuale di assorbimento di irraggiamento.

E' uno strato realizzato in schiuma di vetro inserito nell'intercapedine

In totale la forma è soggetta, se esposta ai raggi solari anche

tra il contenitore interno con frutta e verdura, e il contenitore esterno.

attraverso i vetri di una finestra, all'azione irraggiante per più

Questo strato viene irrigato continuamente con acqua che viene

dell'85% della sua superficie, essendo questa stata progettata per

cotenuta capillarmente in tutto lo strato, permettendo una continua

l'assorbimento dei raggi solari.

conduzione tra i due strati e un continuo movimento convettivo. Questo "strato" ha il volume di 12 litri che sarà occupato principalemente dalla schiuma di vetro (7 litri) e dall'acqua (5 litri).

139

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

SIMULAZIONE FLUSSI D’ARIA ATTORNO ALLA FORMA

140

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

141 restringimento canali che influenzano flussi d'aria

Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

ANALISI SUPERFICIE ESPOSTA AD IRRAGGIAMENTO

Superficie 142

Meno esposta 0%

Più esposta 50%

100%

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

RENDER SEZIONE

143

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

144

Capitolo 10 1

10.2 MODALITA' DI UTLIZZO

L'evaporazione è ovviamente influenzata dalla ventilazione,

Alla vendita del prodotto sarà annesso un libretto delle istruzioni

funzionamento dell'oggetto, oltre alla striscia di temperatura

che prevede tutte le informazioni relative ad esso. La modalità di utilizzo del prodotto può essere spiegata in pochi semplici passi: 1_ ATTIVAZIONE_ si versano 6 litri (4 bottiglie da 1,5 litri) di acqua del rubinetto sopra il filtro (il filtro è opportunamente inclinato e con spazio tra questo e il contenitore interno per facilitare l'operazione).

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilità energetica

dall'umidità e dalla temperatura quindi un indicatore fedele del interna, è il toccare la superficie ceramica esterna e sentire se è uniformemente umida in tutta l'altezza. Se la parte superiore è leggermente meno fresca di quella inferiore è bene aggiungere un pò d'acqua, come se si prendesse cure di una pianta, o in questo caso del proprio orto, del proprio cibo.

Il prodotto deve essere posizionato in un luogo asciutto con circolazione regolare di flussi d'aria, direttamente esposto ai raggi diretti del sole, quindi vicino ad una finestra. Se l’apparecchio viene installato sotto un pensile, la distanza tra di loro deve essere di almeno 20 cm.

10°c

E' consigliabile posizionare il prodotto su un piano d'appoggio tra i 50 e i 70cm di altezza in base alle necessità singole dell'utente. 2_ TEMPERATURA E INSERIMENTO ALIMENTI_ dopo qualche minuto la striscia orizzonatale interna al contenitore per verdura inizia a indicare la temperatura interna del sistema (dovrebbe aggirarsi intorno ai 10°C); 3_ MANTENIMENTO_ Il prodotto deve essere mantenuto sempre ad una percentuale di acqua interna omogenea, quindi in base al giorno se caldo (al di sopra dei 20°C) inserire 1,5 litri di acqua nel filtro, se freddo (al di sotto dei 20°C) inserire 1 litro.

145

Capitolo 10 1

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilità energetica

ISTRUZIONI D'USO

In base alle condizioni climatiche (temperatura, umidità, correnti d'aria, sole) 10°c 10°c

1,5 X 4 = 6 litri Versare mediamente ogni 2/3 giorni 2/3L d'acqua

20 min

frutta sopra i 10°c

verdura sotto i 10°c

Posizionare il prodotto vicino correnti d'aria, esposto a raggi solari, preferibilmente vicino una finestra. L'altezza ideale per posizionare il prodotto è su un piano d'appoggio di altezza 60cm. La prima volta si devono versare 6L di acqua del rubinetto.

146

Dopo circa 20 minuti la temperatura interna sarà circa 10°c, indicati all'interno da un termometro cromogenico. La verdura può essere ora inserita nello scomparto in basso (capienza 16L) e la frutta in quello in alto (capienza 4L) estraibile

Se la parete esterna è umida e fresca l'apparato sta funzionando correttamente, la non trasudazione indica la non evaporazione del liquido contenuto, quindi il non funzionamento. Ciò deve far inserire altra acqua o lo deve esporre a correnti d'aria o raggi solari

TEMPERATURA E INSERIMENTO ALIMENTI

MANTENIMENTO Calendario

Ogni 2/3 giorni

1,5L

1,5

Come una pianta

20°c

10°c

1,5

20°c

Come un mini orto

VERDURA

1,5L

x1o2

20 min

FRUTTA

20°c

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilità energetica

ATTIVAZIONE

Capitolo 10 1

x 4 = 6L

10°c 147

Un problema di sostenibilitĂ energetica

MISURE DI MASSIMA

330 mm

400 mm

250 mm

148

50 mm

330 mm

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

10Â°

149

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

150

Un problema di sostenibilitĂ energetica

1000 mm

600 mm

1680 mm

Capitolo 1

151

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

152

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

153

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

154

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

155

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

render con cestello fuori e frutta

156

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

157

Capitolo 10 1

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilitĂ energetica

REALIZZAZIONE PROTOTIPO

Suddivisione per sezioni latitudinali della forma

Impilamento sezioni e prima sgrossatura superfici

Stuccatura del modello: processo rilevatosi poi inutile, in quanto i tempi di essiccatura dello stucco non erano compatibili con la

158

mia tabella di marcia

Capitolo 10 1

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilitĂ energetica

Finitura superficiale: sono evidenti

Posizionamento ribaltato del modello e

Colaggio in tre tempi di gesso a

residui di stucco funzionali sulla

applicazione superficiale di chiudi pori e

campana attorno al modello

superficie del modello

distaccante siliconico 159

Capitolo 10 1

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilitĂ energetica

Apertura della coppa dello stampo, corrispondente al fondo del prototipo

160

Divisione del corpo dello stampo in due parti

Stampaggio a mano:lastre di argilla, sullo stampo appena realizzato

Capitolo 10 1

Unione dei due semistampi

Essiccatura

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilitĂ energetica

Essiccatura ad aria "forzata"

161

Capitolo 10 1

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilitĂ energetica

Dopo una settimana di stampaggio si intravede la forma

162

Capitolo 10 1

Un Analisi problema del prodotto di sostenibilitĂ energetica

Dopo un mese di "gestazione" la parte ceramica Ă¨ pronta per essere cotta a 900Â°c. A questo punto mancano solo le parti in metallo

163

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

164

Capitolo 1 Conclusioni

Un problema di sostenibilità energetica

Conclusioni Freeijis: un progetto ancora aperto

A conclusione di questo lavoro non si può non rilevare come il

nel momento di calo di temperatura: potrebbero, quindi, fornire

progetto Freeijis, sebbene già sfociato nella definizione di un

“energia” e attivare ciclicamente il prodotto Freeijis in maniera da

prodotto e nella realizzazione di un prototipo funzionante, sia ancora

renderlo indipendente da agenti atmosferici, da temperatura, umidità

“aperto” e in fase di evoluzione.

e ventilazione, che influenzano passivamente il funzionamento del prodotto.

Questa apertura deriva dalla natura stessa del progetto sperimentale, nel quale le prestazioni e le caratteristiche tecniche possono

Questi materiali con comportamenti intelligenti sono la frontiera

ovviamente essere sviluppate, incrementate, attraverso materiali

della sostenibilità energetica futura e dei materiali ultra-efficienti, nei

tecnologicamente avanzati, attualmente in sperimentazione nel

quali aziende, società e centri di ricerca stanno investendo tempo,

campo dell’edilizia come i già citati Phase Change Material (PCM,

energie e capitali economici.

materiali a cambiamento di fase). Ampiamente descritti nel capitolo sullo sviluppo della tecnologia

Essendo tecnologie a basso impatto ambientale, non nocive per

(cap. 7), nati dalla ricerca aerospaziale, i PCM sono tra i materiali

l’uomo, e senza alcun rilascio tossico (caratteristica fondamentale

più innovativi nel settore dell’efficienza energetica particolarmente

per la tipologia di prodotto trattata, a contatto diretto con gli

utilizzati in architettura.

alimenti), potrebbero essere ideali per il settore merceologico della conservazione alimentare, non necessariamente limitati alla sola

Sono in grado di migliorare l’efficienza energetica degli edifici, o di

tipologia frutta e verdura.

un sistema, grazie alla capacità di assorbire calore e di restituirlo

165

Capitolo 1 Conclusioni

Un problema di sostenibilità energetica

Una possibilità di sviluppo molto interessante, che rende appunto questo progetto ancora aperto, potrebbe essere la sperimentazione di questi materiali innovativi che in Italia e all'estero stanno venendo presi in considerazione da molte realtà. In testa ai centri italiani che stanno sperimentando questa particolare tecnologia, vi è un gruppo di ricerca all’ITC-CNR (Istituto per le Tecnologie della Costruzione - Centro Nazionale di Ricerca) con sede a Padova, l’unico nel suo genere ad avere avviato una collaborazione con la società DuPont, che da sempre utilizza la scienza per sviluppare soluzioni sostenibili, focalizzata sulla sperimentazione di prestazioni e caratteristiche tecniche dei materiali. Voglio che il progetto Freeijis rappresenti un simbolo, un manifesto, volto a fornire nuovo slancio alla disciplina del Disegno Industriale che nell’epoca del “consumo dunque sono” (anche conosciuta come iperconsumo) si trovi dinanzi alla necessità di ricercare nuovi orizzonti, perchè possa tornare a offrirci la visione di un mondo più equo e sostenibile.

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Capitolo 1 Allegati

Un problema di sostenibilità energetica

ALLEGATO A CRITERI ECOLABEL, assegnazione del marchio comunitario di qualità ecologica ai frigoriferi Estratto dei criteri ecologici per l’assegnazione del marchio

CRITERI FONDAMENTALI

comunitario di qualita’ ecologica ai frigoriferi (2000/40/ce) Risparmio di energia Per ottenere il marchio di qualità ecologica, un apparecchio deve

L’apparecchio deve avere un indice di efficienza energetica

soddisfare i criteri enunciati di seguito, intesi a promuovere:

inferiore al 42% secondo la definizione indicata nell’allegato V

- la riduzione dei danni ambientali e dei rischi connessi all’uso

della direttiva 94/2/CE10 (10. GU L 45 del 17.2.1994, pag.1.) della

energetico, limitando il consumo di energia;

Commissione, rilevato usando lo stesso metodo di prova EN 153 e

- la riduzione dei danni ambientali e dei rischi connessi all’uso di

la stessa classificazione in dieci categorie.

sostanze potenzialmente atte a ridurre lo strato di ozono e di altre

Potenziale di riduzione dell’ozono (ODP) dei fluidi frigoriferi e degli

sostanze pericolose, limitando il consumo di tali sostanze;

agenti schiumogeni. I fluidi frigoriferi contenuti nel circuito frigorifero

- la riduzione dei danni ambientali e dei rischi connessi all’uso di

e gli agenti schiumogeni impiegati per l’isolamento dell’apparecchio

sostanze che possono concorrere al surriscaldamento del pianeta.

devono avere un potenziale di riduzione dell’ozono (ODP) pari

Inoltre, i criteri incentivano l’applicazione delle migliori pratiche

a zero e un potenziale di surriscaldamento del pianeta (GWP)

e sensibilizzano i consumatori al problema ambientale. La

uguale o inferiore a 15 (calcolato in equivalenti CO2 per un periodo

marcatura dei componenti di plastica incoraggia infine il riciclaggio

di 100 anni).

dell’apparecchio.

Prolungamento della durata di vita Il fabbricante deve garantire che l’apparecchio funzioni per almeno tre anni. Tale garanzia deve essere valida a partire dalla data di

167

Capitolo 1 Allegati

Un problema di sostenibilità energetica

168

consegna all’acquirente.

contenere sostanze ritardanti la fiamma o preparati contenenti

La disponibilità di pezzi di ricambio compatibili e l’assistenza

sostanze alle quali è attribuita o può essere attribuita una delle

devono essere garantite per un periodo di dodici anni a partire

seguenti frasi di rischio: R45 (può provocare il cancro), R46

dalla data di cessazione della produzione.

(può provocare alterazioni genetiche ereditarie), R50 (altamente

Ritiro e riciclaggio

tossico per gli organismi acquatici), R51 (tossico per gli organismi

Il fabbricante deve garantire il ritiro gratuito, a scopo di riciclaggio,

acquatici), R52 (nocivo per gli organismi acquatici), R53 (può

del frigorifero e dei componenti che vengono sostituiti, ad

provocare a lungo termine effetti negativi per l’ambiente acquatico),

eccezione degli oggetti contaminati dagli utilizzatori (ad esempio

R60 (può ridurre la fertilità) o R61 (può danneggiare i bambini non

nelle applicazioni mediche o nucleari). Inoltre il frigorifero deve

ancora nati), o qualsiasi combinazionie delle frasi R contenente una

soddisfare i seguenti criteri:

delle frasi sopra indicate, quali sono definite nella direttiva 67/548/

1. Il fabbricante deve tener conto dello smontaggio del

CEE del Consiglio11, 11. GU 196 del 16.8.1967, pag.1. modificata

frigorifero e fornire istruzioni in materia. Le istruzioni devono, tra

da ultimo Nella direttiva 98/98/CEE della Commissione.12 12. GU

l’altro, confermare quanto segue: i giunti sono di facile reperimento

L 355 del 30.12.1998, pag.1.

ed accesso gli insiemi elettronici sono di facile reperimento e

Questo requisito non si applica alle soastanze ritardanti la

smontaggio il prodotto è facilmente smontabile con attrezzi di uso

fiamma che modificano le proprie caratteristiche chimiche all’atto

corrente i materiali incompatibili e pericolosi sono separabili

dell’applicazione per cui non devono più essere accompagnate

2. Le parti di plastica di peso superiore a 50 grammi devono

dalle frasi di rischio di cui sopra, nonché nei casi in cui meno dello

recare una marcatura permanente che identifichi il materiale, in

0,1% della sostanza ritardante la fiamma contenuta nelle parti

conformità della norma ISO 11469. Questo requisito non si applica

trattate ha conservato la forma precedente l’applicazione.

ai materiali plastici estrusi.

5. Il tipo di fluido refrigerante e di agente schiumogeno utilizzato

3. Le parti di plastica di peso superiore a 25 grammi non

per l’isolamento deve essere indicato sulla targhetta applicata

devono contenere le seguenti sostanze ritardanti la fiamma:

sull’apparecchio, o accanto alla stessa, al fine di facilitarne il futuro

decabromodifenile ossido di difenile cloroparaffine di catena

eventuale recupero.

composta da 10

Istruzioni per l’uso

a 13 atomi di carbonio, tenore di cloro > 50% in peso

L’apparecchio deve essere accompagnato da un libretto di

4. Le parti di plastica di peso superiore a 25 grammi non devono

istruzioni contenente avvertenze sulle corrette modalità d’uso a

Capitolo 1 Allegati

tutela dell’ambiente e, in particolare:

Consiglio4, secondo la norma EN 28960.

- Sulla pagina di copertina o sulla prima pagina la seguente frase:

Questo criterio non si applica ai congelatori orizzontali indicati alla

”Il presente manuale contiene informazioni sul modo di ridurre al

categoria 9: “congelatori domestici orizzontali” di cui all’allegato IV

minimo l’impatto ambientale”.

della direttiva 94/2/CE.

- Raccomandazioni relative all’uso ottimale dell’apparecchio per

Informazioni per i consumatori

quanto riguarda in consumo energetico.

Il seguente testo deve essere riportato in modo chiaramente

- L’avvertenza di evitare qualsiasi danno al condensatore posto

leggibile per il consumatore: “A questo prodotto è stato assegnato il

sul retro dell’apparecchio o qualsiasi altro evento che produca la

marchio di qualità ecologica dell’Unione europea per il risparmio di

fuoriuscita di fluido refrigerante nell’ambiente per i rischi potenziali

energia consentito, per l’idoneità a salvaguardare lo strato di ozono

che ne potrebbero derivare per l’ambiente e per la salute. Il

e per la minima incidenza sulla produzione dell’effetto serra”.

Un problema di sostenibilità energetica

manuale deve specificare che non si devono adoperare oggetti appuntiti per rimuovere il ghiaccio in quanto potrebbero danneggiare il vaporizzatore. - Informazioni sul fatto che l’apparecchio contiene fluidi refrigeranti ed è composto da parti e materiali riutilizzabili o reciclabili. - Consigli su come il consumatore può avvalersi dell’offerta di ritiro da parte del fabbricante. Limitazione delle emissioni sonore Il rumore aereo emesso dall’apparecchio, calcolato sotto forma di potenza sonora, non deve superare 42 db(A) (re lpW). Le informazioni sul livello di rumore dell’apparecchio devono essere fornite al consumatore in maniera chiara e visibile e, a tal fine, devono comparire sull’etichetrta indicante il consumo di energia del frigorifero. La misurazione del livello di rumore e i dati relativi al rumore devono essere conformi a quanto disposto dalla direttiva 86/594/CEE del

169

Capitolo 1 Allegati

Un problema di sostenibilità energetica

ALLEGATO B LEGGE HACCP, criteri ministeriali per la conservazione alimentare di frutta e ortaggi La legge HACCP in vigore dal 30 Giugno 1997, vige in termini di

trasporto, la conservazione fino alla vendita al consumatore

controllo sul trasporto sullo stoccaggio e sulla conservazione

finale.

degli alimenti. L’HACCP (Hazard Analysis Critical Control Point) è un metodo di

In pratica ognuna di queste fasi deve essere sottoposta ad una

autocontrollo igienico finalizzato a tutelare la salute del consumatore.

attenta analisi, in modo da individuarne i punti più a rischio (critici)

L’Italia ha recepito le normative europee (Dir.CEE n°43/93) e le ha

per l’igiene del prodotto così da poter adottare dei sistemi di

rese operative emanando il D.L.n.155/97 , in esso sono contenute

prevenzione adeguati.

le prescrizioni da osservare e con esso diviene necessaria

Il monitoraggio e la registrazione di tutti i fattori che possono

l’applicazione della metodologia HACCP.

concorrere al “rischio” permettono di individuare i comportamenti

Nel comma 2 dell’art.3 del D.L.n.155/97 è indicato che il sistema

ottimali al fine di una valida prevenzione.

da adottare per procedere all’analisi dei pericoli che potrebbero

Nel manuale vengono individuati quelli che sono i punti critici per

verificarsi in un qualsiasi processo produttivo alimentare, è il metodo

ogni filiera ed in esso vengono annotati tutti i controlli che, per

di analisi identificato dalla sigla HACCP, ossia, in italiano: “analisi

legge, devono essere sistematicamente effettuati, in modo da

dei rischi - punti critici di controllo” e quindi più semplicemente:

poter risalire alle cause che possono aver determinato un qualsiasi

“PREVENZIONE”.

problema.

Il metodo parte dalla ricerca di tutti i pericoli che potrebbero

170

insorgere sia durante le fasi produttive di un alimento, sia

Si rivolge a tutti coloro che sono coinvolti nelle fasi successive

durante tutte le altre fasi successive come lo stoccaggio, il

alla produzione primaria di un alimento e cioè : preparazione,

Capitolo 1 Allegati

Un problema di sostenibilità energetica

trasformazione, fabbricazione, confezionamento, deposito, trasporto, distribuzione, manipolazione, vendita o fornitura, compresa la somministrazione al consumatore.4 “Attuazione delle direttive 93/43/CEE e 96/3/CE concernenti l’igiene dei prodotti alimentari”pubblicato nella Gazzetta Ufficiale n. 136 del 13 giugno 1997 - Supplemento Ordinario n. 118

171

Capitolo 1

Un problema di sostenibilitĂ energetica

172

Capitolo 1 RFERIMENTI BIBLIOGRAFICI

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Un problema di sostenibilità energetica

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BAUMAN, Zygmunt 2007

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The design of future things (tr. it. Il futuro del design, Milano: Ed. Apogeo)

Ed. Laterza) BUBBICO, Giovanna

ROVESTI, Guido

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Capitolo 1

Un problema di sostenibilità energetica

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Capitolo 1 Ringraziamenti Un problema di sostenibilità energetica

Ringraziamenti

Prima di tutti ringrazio Alessandro che mi ha aiutata e sopportata

Ringrazio il prof. Simone Paternich, relatore di tesi, per avermi

durante la costruzione di questa tesi.

indirizzata e aiutata durante l'ideazione di questo progetto;

Vorrei ringraziare il prof. Giovanni Del Signore che mi ha

un grazie anche all'Ing. Francesca Parotti, correlatrice esterna,

indirizzata nelle prime fasi progettuali, Maria Graziani da poco

capace con poche parole di farmi prendere decisioni azzeccate

Ingegnere da sempre amica piena di consigli saggi, Laura con

nella vastità dei materiali e delle tecnologie.

la quale abbiamo sbriciolato metri e metri di pannelli di sughero per un esperimento che poi alla fine non è risultato funzionante, a

Un ringraziamento a tutto il personale e a tutti i docenti ISIA.

Marzanur Rahman studente del MIT per la disponibilità e cordialità. Il ringraziamento finale, ma non per questo meno importante, va Un ringraziamento speciale alla Bottega Mirta Morigi di Faenza, al

certamente ai miei genitori che mi hanno sempre supportata e

torniante Sergio Soli e alle Morigi's Girls che hanno permesso la

sopportata: grazie Lorella e Marco.

realizzazione dei prototipi sperimentali; e a Mirta che ha espresso un particolare interessamento a questo progetto "Sarò la tua prima cliente" una delle prime frasi che mi disse dopo che le spiegai la mia idea. Ulteriore ringraziamento va all'Officina Valmori che ha prodotto gli elementi metallici necessari al funzionamento del prototipo.

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