El cobre es un metal que tradicionalmente ha sido usado en los coches eléctricos, sobre todo en los motores debido a sus propiedades de alta conductividad de la temperatura y la electricidad, sin embargo, a pesar de su abundancia actual es un material que está subiendo de precio porque cada vez se ha encarecido más su refinación. Pero en la actualidad, lo estamos despidiendo por la evolución tecnológica.
El cobre en los coches eléctricos
Este metal es muy utilizado en la fabricación de coches eléctricos, específicamente en sus motores debido a sus atributos de resistencia y durabilidad además de que es un excelente conductor térmico y eléctrico, por lo que reduce las pérdidas al mínimo lo que significa una gran eficiencia y rendimiento. En este sentido, el valor promedio de este último parámetro está alrededor del 91 %.
Por otra parte, el uso del cobre reduce las emisiones de gases de efecto invernadero, se ha comprobado que un motor de 20 kW de potencia dejará de generar seis toneladas de gases perjudiciales para la atmósfera por cada kilo de cobre adicional. A pesar de estas indudables ventajas, tiene el problema de que los elementos que lo contienen son muy pesados, llegando a estimarse que el 25 % de su masa corresponde a este metal.
Una solución al problema del peso de este elemento
Un equipo de académicos adscrito al Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología ha desarrollado un proceso llamado Lyotropic Liquid Crystal-Assisted Surface Texturing (LAST) que ha permitido diseñar y construir un motor eléctrico que no utiliza cobre en sus bobinas. Para ello usa dos tecnologías combinadas que son cables hechos con núcleo tipo vaina y nanotubos de carbono.
Esta técnica LAST elimina los elementos metálicos sin afectar su estructura que es unidimensional (también hay otro método para su sustitución aprovechando el barro) y reorganiza los nanotubos hechos con carbono. Esta forma da como resultado una gran disminución del peso del motor e incrementa la conductividad en más de un 130 % en comparación con los hechos con materiales convencionales.
Los tubos en cuestión tienen un diámetro de 0,3 mm que comprende el aislamiento, son muy flexibles y livianos aunque su aplicación, por ahora, solo es factible en motores eléctricos pequeños como los utilizados en los coches de propulsión eléctrica. De hecho, se ha creado un motor prototipo sin cobre y ya se ha probado su funcionalidad con potencia de 3,5 W y un bajo voltaje de 3 V.
El peso de los motores actuales de un Tesla Model S es de 36 kg para el trasero y 32 kg para el delantero. Si son sustituidos por otros construidos con el método LAST, los mismos pesarían en conjunto unos 52 kg lo que es una disminución muy significativa en términos de eficiencia. Por otra parte, esta reducción otorga múltiples beneficios entre las que se encuentra una extensión de la autonomía dada por la batería.
El potencial futuro de la tecnología LAST
Sus ventajas son muy grandes frente a los dispositivos que emplean cobre en su construcción. Algunas de ellas son una masa y peso mucho menores que incrementan la vida útil de las baterías al tener que mover un vehículo mucho más ligero, cableado con mayor flexibilidad, motores mucho más livianos y eficientes que optimizan el uso de la energía en automóviles eléctricos, entre muchas otras.
Para finalizar, en un futuro podremos despedirnos del cobre en los coches eléctricos (aunque por ahora es indispensable para la transición), especialmente como material para las bobinas de sus motores. Esto porque, gracias a la técnica LAST se podrá sustituir por pequeños nanotubos de carbono que harán que sean mucho más livianos y, como no se necesitará extraer este mineral, también serán más sostenibles.
