La tecnologia dei tubi di calore permafrost è stata ampiamente applicata in progetti di ingegneria nelle regioni fredde di tutto il mondo dalla metà del XX secolo.servono come una soluzione efficace a problemi come il degelo e l'instabilità delle fondamenta in terreni perennemente congelatiLa prima e più rappresentativa applicazione è il gasdotto Trans-Alaska, che si estende per oltre 1.200 chilometri.Per evitare che il calore proveniente dalla condotta si trasferisca nel suolo, sono stati installati circa 1000 tubi di calore in acciaio ammoniacale-carbonio., evitando così lo scioglimento del permafrost e l'abbassamento delle fondamenta.I test operativi hanno dimostrato che questi tubi di calore possono abbassare rapidamente la temperatura delle pareti dei mucchi e del permafrost a profondità fino a sei metri, mantenendolo al di sotto di 0°C anche in estate, garantendo la stabilità a lungo termine del gasdotto.

Il principio di funzionamento è il seguente: durante le stagioni fredde, il calore del suolo viene trasferito attraverso il tubo di calore all'aria, raffreddando e congelando il suolo per migliorare la stabilità delle fondamenta.Nelle stagioni calde, il tubo di calore smette automaticamente di funzionare, impedendo al calore di riversarsi e preservando l'effetto di "cold storage".poiché l'ammoniaca presenta proprietà termofisiche favorevoli a basse temperature ed è chimicamente compatibile con l'acciaio al carbonioUn progetto comune presenta un diametro di 89 mm, uno spessore della parete di 6 mm, una lunghezza totale di 7 m e una profondità di sepoltura di 5 m, con sezioni condensatrici a pinne per migliorare la dissipazione del calore.Tra le fasi principali di fabbricazione si segnala la purezza dell'ammoniacaOltre alle ferrovie, questa tecnologia è applicabile anche ad autostrade, ponti e torri di trasmissione nelle regioni di permafrost.I metodi di ricerca comprendono il monitoraggio della temperatura di campo e la simulazione numerica, utilizzando modelli termici a stato instabile per prevedere le variazioni del campo di temperatura del suolo, ottimizzare la progettazione dei tubi di calore e migliorare la stabilità e la sicurezza a lungo termine delle infrastrutture nelle zone di permafrost.