Willis Carrier (1876-1950) fu il “padre dell’aria condizionata”, sviluppando sia la teoria che le applicazioni dei sistemi di condizionamento dell’aria.
Willis Haviland Carrier nacque ad Angola, New York, il 26 novembre 1876, membro di una vecchia famiglia del New England. Il giovane Willis fu educato all’Angola Academy e insegnò a scuola per due anni prima di entrare alla Central High School di Buffalo, New York, per soddisfare i requisiti di ammissione al college. Carrier vinse poi una borsa di studio statale per frequentare la Cornell University. Si laureò alla Cornell nel 1901 con una laurea in ingegneria elettrica, dopodiché si unì alla Buffalo Forge Company di Buffalo come ingegnere di ricerca. Carrier divenne ingegnere capo dell’azienda nel 1906.
Mentre era associato a Buffalo Forge, Carrier assistette materialmente nello sviluppo di soffianti e di riscaldatori a serpentina prodotti per l’azienda e formulò un metodo tecnico per testare e valutare soffianti e riscaldatori a ventola. Ha anche ideato e pubblicato il primo sistema di tabelle di valutazione scientificamente determinate che definiscono le capacità, le velocità e le resistenze dei riscaldatori a varie pressioni di vapore e velocità dell’aria. Quando si presentò il problema di fornire aria pulita, Carrier inventò un lavatore d’aria a spruzzo, da cui in seguito sviluppò l’umidificatore a spruzzo o de-umidificatore.
Poi intraprese uno studio esaustivo di una serie di questioni, compresa la prima analisi della de-umidificazione mediante l’uso della refrigerazione meccanica. Come risultato di ciò, Carrier fu in grado di fare le prime applicazioni della sua lavatrice a spruzzo. Durante gli studi di queste applicazioni, si rese conto dell’importanza fondamentale dell’umidificazione (cioè il controllo del contenuto di umidità dell’aria) e sviluppò il controllo del punto di rugiada, un metodo per regolare l’umidità controllando la temperatura dell’acqua spray nella macchina di condizionamento. Come risultato di queste indagini, Carrier presentò due documenti nel 1911 all’American Society of Mechanical Engineers descrivendo il controllo dell’umidità.
Il lavoro di Carrier non era semplicemente teorico. Attraverso gli uffici della Buffalo Forge mise in pratica i suoi concetti. Molto presto progettò per la Sackett-Wilhelm Lithography and Publishing Company un sistema che manteneva il 55% di umidità nell’edificio per tutto l’anno ad una temperatura di 70 gradi in inverno e 80 gradi in estate. Nel 1907 i sistemi Carrier erano stati installati in diversi cotonifici e altri stabilimenti. Pertanto, più tardi in quell’anno Buffalo Forge decise di fondare una filiale interamente controllata, la Carrier Air Conditioning Company, per progettare e commercializzare sistemi completi di aria condizionata. Per i successivi sei anni Carrier fu vicepresidente della filiale e ingegnere capo e direttore della ricerca per la società madre. Durante questo periodo le attrezzature Carrier furono installate in diverse industrie: tabacco, rayon, gomma, carta, farmaceutica e alimentare.
Carrier, quindi, fu il “padre dell’aria condizionata” in America sia in senso teorico che pratico. Anche se il termine “aria condizionata” fu usato per la prima volta da Stuart W. Cramer, un proprietario e operatore di un mulino di Charlotte, North Carolina, Carrier lo adottò rapidamente, definendo l’aria condizionata come controllo dell’umidità, della temperatura, della purezza e della circolazione dell’aria. Nel 1914 Buffalo Forge decise di limitarsi alla produzione e si ritirò dal business dell’ingegneria. Carrier formò quindi la Carrier Engineering Corporation. Poco dopo Carrier fece un’invenzione che avrebbe trasformato l’industria. Sviluppò una nuova macchina frigorifera radicale – il compressore centrifugo – che usava refrigeranti sicuri e non tossici e che poteva servire grandi installazioni a basso costo. Questo aprì la strada a un sistema il cui obiettivo era il comfort umano.
Durante gli anni 20 Carrier iniziò a installare sistemi completi di aria condizionata. Uno dei primi e più significativi di questi fu nel grande magazzino J. L. Hudson a Detroit nel 1924. Questo fu seguito nel 1928-1929 da installazioni nella Camera e nel Senato del Campidoglio americano. Più importante a livello locale era il fatto che nel 1930 più di 300 cinema avevano installato sistemi di aria condizionata. L’azienda, che Willis Carrier aveva iniziato con pochi soldi nel 1915, prosperò grazie a queste e altre installazioni e nel 1929 aveva due stabilimenti a Newark, New Jersey, e un terzo ad Allentown, Pennsylvania. Nel 1930 la Carrier Engineering si fuse con due aziende manifatturiere – la Brunswick-Kroeschell Company e la York Heating and Ventilating Corporation – per diventare la Carrier Corporation, con Willis Carrier come presidente del consiglio di amministrazione.
La depressione degli anni ’30, tuttavia, costrinse l’azienda a combattere per la sua sopravvivenza. Portando consulenti aziendali, Carrier tagliò i costi e sistematizzò le sue operazioni, centralizzando tutto in un impianto a Syracuse, New York. Cominciò anche a cercare nuovi mercati. Un candidato ovvio era il grattacielo alto, ma fino alla fine degli anni ’30 nessun sistema poteva fornire efficacemente questo servizio. Nel 1939, tuttavia, Carrier inventò un sistema in cui l’aria condizionata da una stazione centrale veniva convogliata ad alta velocità nelle singole stanze attraverso piccoli condotti d’acciaio. Anche se l’adozione fu bloccata dalla seconda guerra mondiale, dopo la guerra ci fu un grande boom dell’aria condizionata, in quanto divenne praticamente obbligatoria per qualsiasi edificio per uffici. Carrier Air Conditioning fece la parte del leone in questo business, ma un attacco di cuore costrinse Carrier a ritirarsi nel 1948. Morì il 7 ottobre 1950.
Le conquiste di Carrier furono molteplici, e alla sua morte possedeva più di 80 brevetti. Oltre alle cose menzionate in precedenza, ebbe anche un ruolo significativo nello sviluppo della pompa centrifuga, determinò e pubblicò i dati di base relativi all’attrito dell’aria nei condotti, sviluppò mezzi praticabili per assicurare una distribuzione e circolazione dell’aria uniforme ed efficace all’interno degli edifici, progettò l’uscita del diffusore e sviluppò il sistema di circolazione dell’aria a eiettore in cui un volume relativamente piccolo di aria viene espulso attraverso ugelli convergenti in modo tale da indurre il movimento dell’aria da tre a cinque volte il suo stesso volume, fornendo così una circolazione efficace all’interno di un determinato recinto.
Una delle più notevoli installazioni di attrezzature Carrier è stata fatta al Robinson Deep in Sud Africa, la miniera più profonda del mondo. Per mezzo dell’attrezzatura Carrier, i proprietari furono in grado di aumentare la profondità della miniera di 1.500 piedi fino a un totale di 8.500, aumentando così la quantità d’oro disponibile. Carrier ricevette la medaglia John Scott dalla città di Filadelfia nel 1931 per le sue invenzioni sulla climatizzazione; la medaglia F. Paul Anderson dell’American Society of Heating Engineers; e la medaglia dell’American Society of Mechanical Engineer’s Society nel 1934.
Altra lettura
M. Ingels, W. H. Carrier: Father of Air Conditioning (1927) fornisce una biografia. Informazioni sull’industria del condizionamento dell’aria possono essere ottenute dai libri pubblicati da Carrier Corporation. □