En una era en la que las tierras raras y los imanes parecen dominarlo todo, aparecen unos nuevos motores eléctricos más puros y eficientes. Podría ser el fin de las tierras raras en el sector del automóvil. La mayoría de los vehículos eléctricos actuales utilizan motores síncronos de imanes permanentes (PMSM), dependientes de imanes elaborados con tierras raras.
Estos elementos brindan un rendimiento superior, pero también producen preocupaciones económicas, políticas y ambientes por su extracción y procesamiento. China tiene el dominio del mercado de tierras raras con un abastecimiento del 70 – 80%, que deja a los fabricantes en un contexto vulnerables frente a posibles restricciones comerciales o cambios radicales en los valores.
De una manera u otra, las tierras raras y los imanes suponen un desafío para la industria, aun cuando permiten que tengamos en nuestro poder algunas de las tecnologías más utilizadas del momento. Es por eso que la industria está investigando alternativas para disminuir la dependencia a estos materiales críticos.
Los motores eléctricos dejan de depender de las tierras raras y los imanes: este invento lo cambia todo
Compañías como ZF han creado nuevas tecnologías que permiten conservar la densidad de potencia y par de motores PMSM, sin tener que recurrir a imanes de tierras raras. Este escenario allana el camino para que los fabricantes de vehículos eléctricos comiencen una nueva transición.
Una de las propuestas más llamativas de Europa es el proyecto Sustainable Recovery, Reprocessing and Reuse of Rare-Earth Magnets in a European Circular Economy.
Esta iniciativa pretende optimizar la reutilización de imanes de tierras raras. En el interior de este consorcio, ZF está analizando el empleo de imanes reciclados y desarrollando motores eléctricos capaces de desmontar y reciclar. La esencia de este progreso es el sistema Hydrogen Processing of Magnet Scrap (HPMS), confeccionado por la Universidad de Birmingham.
Dicho método transforma los imanes en polvo no magnético reutilizable sin necesidad de desmontar el rotor. Este procedimiento disminuye en un 88% la energía necesaria para originar nuevos imanes comparándolo con los mecanismos convencionales. Otra forma de suprimir el empleo de tierras raras es el descarte total de los imanes en motores eléctricos.
Todo este contexto supone un antes y un después para el sector del motor, ya conmocionado tras la aparición del motor eléctrico más extraño del mundo.
Los motores eléctricos ya no necesitarán tierras raras ni imanes: ahora son puros y eficientes
Por su parte, Renault lleva usando desde 2012 motores síncronos con excitación externa, que sustituyan los imanes por bobinas electromagnéticas. No obstante, este diseño suele necesitar la aplicación de escobillas, generando un desgaste mecánico.
A fin de sobrepasar esta limitación, ZF ha elaborado el motor I2SM (in-rotor inductive excited synchronous motor), que incluye un acotado generador eléctrico en el interior del eje del rotor. Esta innovación suprime la necesidad de escobillas y permite un diseño más compacto y eficiente.
Proyección de los motores eléctricos que no utilizan imanes ni tierras raras
En líneas generales, el motor I2SM se postula como una alternativa revolucionaria y sostenible, pero su triunfo está sujeto a la aceptación por parte de la industria, que debe valorar aspectos como las modificaciones a implementar en las cadenas de producción y suministro, así como los costes.
El avance de este tipo de tecnologías abre la puerta hacia una producción de motores eléctricos más sostenible y menos dependiente de piezas críticas. Con la proliferación de imanes reciclados y motores sin tierras raras, la industria automotriz podría bajar su huella ecológica y mejorar su seguridad de suministro, fomentando la adopción del automóvil eléctrico.
Todo apunta a que los nuevos motores eléctricos serán más puros y eficientes, lejos de tierras raras e imanes. Mientras tanto, el mundo se maravilla de lo que puede lograr el motor eléctrico perfecto: el único que realmente no contamina y produce 469 CV.
