Generatori termo-magnetici per il recupero di calore disperso

Il crescente consumo di energia a livello mondiale e i noti problemi ambientali impongono la ricerca di nuove soluzioni tecnologiche per la riduzione dei consumi e il recupero dell’energia dispersa. Tra le novità più studiate negli ultimi anni troviamo le macchine termiche per la conversione dell’energia basate sulle proprietà termo-magnetiche dei materiali magnetici. Tra di esse i frigoriferi magnetici rappresentano un’alternativa sostenibile ed efficiente all’attuale tecnologia refrigerante basata sulla compressione di gas inquinanti. Essi sfruttano l’effetto magnetocalorico che consiste nella variazione di temperatura di un materiale magnetico quando viene inserito o estratto da un campo magnetico. Sfruttando l’effetto contrario è possibile, invece, sviluppare motori e generatori termo-magnetici che permettono la conversione di energia termica in energia meccanica ed elettrica. Questi dispositivi potrebbero essere utilizzati per il recupero dell’energia che viene dispersa nell’ambiente sotto forma di calore da motori, impianti industriali, caldaie, dispositivi elettronici.

Il percorso PCTO si inserisce in questo filone di ricerca e ha lo scopo di far sperimentare agli studenti le attività che vengono svolte nell’ambito della ricerca scientifica e tecnologia. Gli studenti sono stati coinvolti nella progettazione e realizzazione di un prototipo di generatore termo-magnetico per la conversione dell’energia termica in energia meccanica ed elettrica. Dopo una preliminare introduzione ai principi fisici alla base del comportamento magnetico dei materiali, al principio di funzionamento dei generatori termomagnetici e alle loro possibili applicazioni in ambito energetico-ambientale, gli studenti hanno collaborato ad alcune fasi di progettazione e sviluppo del prototipo. In particolare, durante i PCTO svolti negli anni dal 2018 al 2022, gli studenti si sono occupati di alcune realizzazioni dimostrative del prototipo, dell’implementazione del sistema di misura mediante analisi video, dello sviluppo del controllo elettronico implementato su una scheda Arduino e dell’analisi dei dati ottenuti. Al termine del percorso di ogni anno, i partecipanti hanno presentato i risultati ottenuti durante la manifestazione divulgativa denominata “European Researchers' Night”.