L’idea di utilizzare un ambiente a bassa temperatura per prevenire il deterioramento degli alimenti esiste da secoli. La creazione del familiare elettrodomestico è il risultato di una serie di innovazioni di chimici, ingegneri e inventori nell’arco del XVIII e XIX secolo. Gli inventori americani Oliver Evans, Jacob Perkins e John Gorrie sono accreditati per aver sviluppato le prime versioni del frigorifero moderno nei primi anni del 18. Più tardi quel secolo, il lavoro dell’ingegnere tedesco Carl von Linden permise di immagazzinare in modo efficiente il refrigerante chimico, aprendo la strada alla produzione di massa di frigoriferi.
Primi sforzi per la conservazione degli alimenti
Le culture umane sanno da tempo che le temperature fredde possono proteggere gli alimenti preziosi dai batteri e da altri fattori che potrebbero renderli non commestibili. Anche i metodi di conservazione come la salatura e l’essiccazione erano efficaci, ma non erano adatti a tutti i tipi di cibo. Prima che la refrigerazione meccanica fosse ampiamente disponibile, molte culture utilizzavano edifici ben isolati chiamati ghiacciaie per la conservazione degli alimenti, utilizzando ghiaccio invernale e neve come refrigeranti naturali. Queste strutture risalgono al secondo millennio aC in Europa e in Asia, e i nomi degli ingegneri che le hanno progettate sono stati persi nella storia.
I primi frigoriferi
Le ghiacciaie sono state utilizzate fino ai tempi moderni, in particolare nelle aree rurali dove l’elettricità e gli elettrodomestici erano costosi o non disponibili. All’inizio del 1800, l’ingegnere americano Thomas Moore creò una versione domestica della ghiacciaia, una camera isolata portatile raffreddata da blocchi di ghiaccio. Moore ha coniato il termine “frigorifero” per descrivere la sua invenzione, anche se è diventato più comunemente noto come “ghiacciaia”. Le ghiacciaie avevano la stessa forma generale e la stessa funzione dei frigoriferi moderni e alcune persone usano ancora questo nome. In molte aree, un addetto alle consegne locale, colloquialmente noto come “uomo del ghiaccio” negli Stati Uniti, portava blocchi di ghiaccio freschi nei quartieri su un carrello o un camion.
Nel 1750, il fisico scozzese William Cullen scoprì che alcune reazioni chimiche avrebbero allontanato il calore da una particolare area, creando una sacca di freddo. Cullen, indifferente alle applicazioni pratiche della sua scoperta, non si rese conto di aver trovato le basi per la moderna refrigerazione. Nello stesso periodo in cui Thomas Moore inventò la ghiacciaia, Oliver Evans progettò, ma non costruì, una macchina per utilizzare il processo chimico di Cullen. Fu solo nel 1834 che lo scienziato Jacob Perkins costruì e brevettò il primo frigorifero funzionante. Perkins, una figura di spicco dell’ingegneria americana, ha anche armeggiato con i sistemi di riscaldamento e raffreddamento per la casa ed è talvolta chiamato il padre della refrigerazione.
Dieci anni dopo, il medico statunitense John Gorrie stava cercando una fonte stabile di ghiaccio per abbassare la temperatura corporea dei pazienti affetti da febbre gialla. I metodi di consegna del ghiaccio comuni all’epoca erano insufficienti per i suoi scopi, quindi, partendo dal progetto originale di Evans, costruì un’unità di refrigerazione più pratica ed efficiente di quella creata da Perkins. Questo era il modello per il frigorifero moderno. Di conseguenza, Evans, Perkins e Gorrie possono condividere efficacemente il merito per questo dispositivo ormai essenziale.
Il processo di refrigerazione
I sistemi di raffreddamento meccanico dipendono da sostanze chimiche chiamate refrigeranti. Quando il refrigerante si muove attraverso l’apparecchio, viene compresso, il che aumenta la sua temperatura. Quel calore viene rilasciato dal retro del frigorifero; man mano che il calore viene dissipato, il refrigerante condensa ma rimane a quell’alta pressione. Il refrigerante passa quindi attraverso una valvola di espansione, dove la pressione scende e si trasforma nuovamente in gas. Quando passa da liquido a gas, la sua temperatura scende, raffreddando l’aria. Ventilatori e motori fanno circolare quest’aria raffreddata all’interno di un’area isolata.
I primi frigoriferi utilizzavano refrigeranti liquidi come l’etere, ma nel 1876 Carl von Linden scoprì un metodo migliorato per liquefare il gas. Ciò ha reso pratica la produzione in serie di dispositivi di refrigerazione, aprendo la strada alla loro diffusione e utilizzo nel XX secolo.
Tuttavia, c’erano ancora gravi problemi con il design. Le prime unità di refrigerazione utilizzavano gas altamente tossici come ammoniaca, anidride solforosa e cloruro di metile. Le camere contenenti questi gas a volte perdevano, causando numerosi incidenti domestici mortali nei primi anni del 1900. I produttori di elettrodomestici si sono resi conto che era necessario un elemento di raffreddamento più sicuro, il che ha portato alla scoperta di refrigeranti sintetici chiamati clorofluorocarburi (CFC). Conosciuti anche collettivamente come Freon®, sono diventati il refrigerante standard in tutto il mondo nei decenni successivi.
Tuttavia, anche Freon® non era una soluzione perfetta. Negli anni ‘1970, gli scienziati hanno scoperto che i CFC contribuiscono all’esaurimento dello strato di ozono naturale della Terra. L’esaurimento dell’ozono, che aumenta gli effetti dannosi sulla salute della radiazione solare, fu presto inteso come una grave crisi ambientale. I governi mondiali hanno vietato l’uso dei CFC negli anni ‘1980, anche se ci sarebbero voluti decenni prima che tutti i dispositivi che li impiegavano fossero fuori servizio. I frigoriferi moderni utilizzano refrigeranti alternativi più sicuri e i loro macchinari altamente efficienti richiedono in genere quantità minori di sostanze chimiche rispetto a quelle utilizzate dalle unità più vecchie.