Le leghe a memoria di forma (SMA) hanno attratto crescente interesse negli ultimi anni come materiali adatti alla refrigerazione a stato solido. In particolare, uno dei metodi più attrattivi è l’utilizzo della deformazione meccanica per indurre la trasformazione di fase e generare e assorbire calore mediante l’effetto elastocalorico. La Lega NiTi è commercialmente disponibile in svariate tipologie di forme e dimensioni, ha ottime proprietà elastocaloriche ed essendo ormai commercializzata in diversi settori industriali è la più adatta per lo sviluppo di dispostivi prototipali di thermal management. Ne sono stati realizzati diversi tipi basati su compressione o tensione del materiale. Il nostro dimostratore utilizza la torsione come metodo di deformazione che presenta maggiori prospettive in fatto di resistenza a fatica e utilizza dei tubi in modo da avere il liquido che passa all’interno del tubo come mezzo di trasferimento del calore generato e/o assorbito.
I sistemi di refrigerazione a stato solido che sostituiscano i tradizionali sistemi basati sulla compressione di gas, sono ambientalmente sostenibili e soggetti ad un ampio margine di sviluppo. La ricerca riguarda sia lo studio di materiali calorici, in particolare leghe SMA, sia l’efficientamento dell’effetto calorico, sia la progettazione e l’implementazione di dimostratori. L’uso dell’effetto elastocalorico è particolarmente innovativo e vantaggioso in termini di efficienza, semplicità di induzione e possibilità di operare su diverse scale di grandezza. L’aspetto innovativo ulteriore del nostro dimostratore è l’utilizzo della torsione che, anche se corrisponde non ad una deformazione omogenea del materiale e quindi ad un’efficienza distribuita nel tubo dell’emissione/assorbimento del calore, ha decise prospettive di miglioramento in termini di fatica di utilizzo e di mantenimento dei parametri di base di funzionamento, anche in caso di rottura. Partendo da un dimostratore è poi aperta ogni strada per la realizzazione ed ottimizzazione di un dispositivo prototipale in svariate direzioni, sia dimensionali che nel settore di applicazione.