La refrigerazione magnetica è una tecnologia emergente che sfrutta una particolare caratteristica di alcuni materiali, detta “effetto magneto-calorico”, per realizzare cicli termomagnetici a effetto refrigerante. Il principale punto di forza di un refrigeratore magnetico è il minor impatto ambientale rispetto ai frigoriferi tradizionali, ma anche compattezza e silenziosità rappresentano importanti features della tecnologia. Queste macchine sono più ecologiche per diversi motivi; innanzitutto per la modesta irreversibilità delle trasformazioni che costituiscono il ciclo termodinamico. Inoltre è possibile utilizzare acqua al posto dei tradizionali fluidi refrigeranti, eliminando le molte problematiche legate all’inquinamento, lo smaltimento e talvolta alla tossicità di tali fluidi. Il primo prototipo di refrigeratore magnetico (1997) ha mostrato un COP pari al 60% del ciclo di Carnot operante tra le medesime temperature estreme, un valore ben più elevato di quelli raggiunti ma sistemi tradizionali (20% nei frigoriferi domestici).
La ricerca condotta presso il DIME/TEC ha permesso nel tempo di portare a compimento la realizzazione di due prototipi funzionanti con l’ausilio di ditte specializzate nazionali e internazionali. Attualmente si opera sia sviluppando modelli e software per la valutazione di fluidi diversi dall’acqua (nanofluidi, metalli liquidi) e per l’analisi dinamica del comportamento magnetotermico di rigeneratori rotanti, sia completando il progetto funzionale di una macchina rotante, priva di valvole e ad elevato COP.
Topics

• Classificazione e standardizzazione dei refrigeratori magnetici
• Configurazione magneti permanenti
• Interazioni termiche, magnetiche e fluidodinamiche
• Ottimizzazione di sistema

Ricercatori

• Federico Scarpa
• Augusto Bocanegra
• Annalisa Marchito

Pubblicazioni

• Bocanegra J.A., Scarpa F., Fanghella P., Marchitto A., Tagliafico L.A. Optimization and development of a new rotary magnetic refrigerator. (2025) Clean Technologies and Environmental Policy, 27 (4), pp. 1639 – 1652. DOI: 10.1007/s10098-024-02900-4
• Scarpa F., Bocanegra J.A., Fanghella P., Tagliafico L.A. Improving the performance of room temperature rotary magnetic refrigerators via magnet shape optimization. (2024) International Journal of Refrigeration, 164, pp. 12 – 28. DOI: 10.1016/j.ijrefrig.2024.04.022
• Scarpa F., Bianco V. Improving the performance of room temperature magnetic regenerators using Al2O3-water nanofluid. (2024) Applied Thermal Engineering, 236, art. no. 121711. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2023.121711
• Scarpa F., Slimani S. Galinstan liquid metal as the heat transfer fluid in magnetic refrigeration. (2023) Applied Thermal Engineering, 232, art. no. 120971. DOI: 10.1016/j.applthermaleng.2023.120971
• Bocanegra J.A., Scarpa F., Bianco V., Tagliafico L.A. The effect of dead volumes on the performance of magnetic refrigerators. (2023) International Journal of Refrigeration, 151, pp. 26 – 38. DOI: 10.1016/j.ijrefrig.2023.02.013