L’ingegneria criogenica è una branca dell’ingegneria che utilizza la criogenia per varie applicazioni domestiche, commerciali, scientifiche, mediche e di difesa. La criogenia è una branca della fisica che si occupa della produzione di temperature molto basse e degli effetti di queste temperature su diverse sostanze e materiali. Le temperature studiate in criogenia sono quelle inferiori a -243.67 gradi Fahrenheit (120 Kelvin); temperature così basse non si verificano in natura.
Queste basse temperature sono state utilizzate per liquefare gas atmosferici come ossigeno, idrogeno, azoto, metano, argon, elio e neon. I gas vengono condensati, raccolti, distillati e separati. Il metano è utilizzato nel gas naturale liquido (GNL) e l’ossigeno, l’idrogeno e l’azoto sono utilizzati nei combustibili per missili, nella metallurgia e in vari processi chimici. L’elio viene utilizzato nelle camere di decompressione subacquee e per mantenere temperature adeguatamente basse per i magneti superconduttori, e il neon viene utilizzato nell’illuminazione.
Oltre a trovare modi per liquefare i gas, l’ingegneria criogenica ha dato al mondo elettrodomestici come frigoriferi, condizionatori d’aria e palloni sottovuoto. Le boccette sono state sviluppate come mezzo per immagazzinare i gas in forma liquida a tempo indeterminato. L’aria condizionata e la refrigerazione furono inventate dall’americano John Gorrie nel 1848 e ulteriormente sviluppate negli anni successivi dal tedesco Carl Von Linde e altri. Linde ha prodotto il Linde Eismachinen, il precursore del moderno frigorifero domestico.
La refrigerazione ha consentito di conservare e spedire alimenti freschi su lunghe distanze, modificando ovunque le abitudini alimentari e gli stili di vita. La scienza dell’ingegneria criogenica ha anche influenzato il modo in cui le guerre vengono combattute producendo armi a razzo V-2 e carburante liquido. Questo campo ha portato alla ricerca sull’industria della tecnologia spaziale e sulla teoria della superconduttività. Independence Cryogenic Engineering, un’azienda americana, realizza sistemi di refrigerazione criogenica per sistemi di imaging a risonanza magnetica (MRI) e risonanza magnetica nucleare (NMR). I progressi nell’ingegneria criogenica hanno influenzato la vita moderna in non piccola misura.
Il percorso non è stato tuttavia agevole, con alcuni incidenti molto brutti che hanno compensato gli sviluppi positivi della criogenia. Un esempio di questo è stato un serbatoio di GNL
esplosione a Cleveland, Ohio, che uccise 131 persone nel 1944. Anche le persone che lavorano nell’ingegneria criogenica devono affrontare i rischi di ustioni da freddo, asfissia e tossicità. È essenziale indossare occhiali e indumenti protettivi.
Per lavorare in questo campo è necessario avere una laurea, un master o una laurea più avanzata in ingegneria criogenica. Gli argomenti trattati in questi programmi di solito includono la superconduttività, la lavorazione criogenica degli alimenti, la tecnologia del vuoto, la produzione di gas liquido naturale, la separazione dei gas, la liquefazione del gas e l’ingegneria dei processi criogenici. Le prospettive di lavoro per i criogenisti sono ottime e ben retribuite.