Investigadores coreanos acaban de dar la noticia: han desarrollado, por primera vez, un nuevo proceso para producir imanes permanentes extremadamente fuertes que no requieren metales pesados de tierras raras procedentes de China, lo que podría abaratar enormemente la fabricación de coches eléctricos más eficientes
El anuncio, aunque quizá muy técnico para el común de los mortales, es especialmente importante para la movilidad eléctrica y vamos a tratar de explicártelo de la mejor manera posible. Pero, para que empecemos a entender la magnitud del nuevo descubrimiento, el propio director del proyecto llevado a cabo por científicos del Instituto Coreano de Ciencia de Materiales (KIMS), el doctor Tae-Hoon Kim, vaticina ya que “si esta tecnología se comercializa, Corea del Sur asegurará por primera vez una posición dominante en el aspecto más importante de la tecnología de imanes permanentes”.
Y es que desde el KIMS aseguran hoy que sus científicos han podido desarrollar ya un nuevo proceso para producir imanes permanentes de alto rendimiento que no requieren los costosos y pesados elementos de tierras raras que se usan actualmente, según desvela un artículo publicado en la revista Science Direct. El llamado proceso de difusión del límite de grano podría hacer así que los motores eléctricos, en particular, sean significativamente más baratos en un futuro próximo.
Tecnología más barata y, sobre todo, independiente de China
El descubrimiento, en concreto, proviene del Departamento de Investigación de Nanomateriales dirigido por el Dr. Tae-Hoon Kim y el Dr. Jung-Goo Lee y ya se considera una verdadera sensación entre los especialistas en tecnología de imanes. Porque, tengámoslo en cuenta, no se podían hasta ahora fabricar imanes permanentes potentes sin materiales raros procedentes de China. Los más importantes de estos materiales son el neodimio, el samario, el praseodimio, el disprosio, el terbio o el gadolinio… y ya no harían falta para los motores eléctricos. China proporciona más del 95 por ciento de estas preciosas materias primas, y únicamente Australia y Estados Unidos se encuentran entre los principales exportadores restantes.
Sin embargo, estos materiales pesados de tierras raras siguen siendo caros, porque su extracción requiere mucha energía. Debido a la concentración de tierras raras pesadas en ciertas regiones, y a su elevado coste, investigadores de todo el mundo llevan años trabajando para desarrollar tecnologías que permitan reducir o sustituir estos componentes en los imanes permanentes.
Hasta ahora, eso sí, las investigaciones sobre alternativas viables no habían tenido éxito, especialmente con una fuerza magnética comparativamente alta: cuanto más fuerte sea un imán permanente, por ejemplo en un motor eléctrico, mayor será su eficiencia y rendimiento. Igualmente importante es la resistencia a la desmagnetización. Los mejores imanes conservan su fuerza a lo largo del tiempo y esta resistencia se refleja en la intensidad del campo coercitivo, que es especialmente elevada en el caso de los imanes de neodimio, por ejemplo.
Proceso químico muy complejo
Ahora, por primera vez, los investigadores coreanos aseguran haber logrado ya características similares para un imán que no requiere los materiales críticos mencionados. Esto supone un proceso de difusión del límite de grano de dos etapas. En el primer paso, el material ferromagnético se recubre en la superficie con materiales pesados de tierras raras. A esto le sigue un fuerte calentamiento del cuerpo. Durante este calentamiento, las tierras raras pesadas se difunden a lo largo de los límites de grano hacia el interior del imán, mejorando así su intensidad de campo coercitivo.
Para ello, los investigadores aseguran ahora que se introducen en los imanes, a altas temperaturas, tierras raras mucho más baratas y ligeras, como el praseodimio. Normalmente, dicha difusión del límite de grano da como resultado un engrosamiento de éste. Este crecimiento de grano no deseado afecta la eficiencia y el rendimiento magnético. Mediante un proceso recientemente desarrollado y protegido se puede suprimir precisamente este efecto. En última instancia, este método permitirá producir imanes de clases de alto rendimiento comparables a los utilizados anteriormente.
Tecnología más barata para la producción ya en masa
La realidad de todo este descubrimiento es que, si en un futuro próximo los procesos investigados se trasladan a la producción en masa, tal y como apuntan hoy los científicos coreanos, los precios de los motores eléctricos de alto rendimiento podrían disminuir notablemente.
Y hay que tener en cuenta que no sólo son demandados en grandes dimensiones para los coches eléctricos. La creciente tecnología de los drones también depende de altas densidades de potencia. El descubrimiento, por tanto, es realmente importante. Lo seguiremos en los próximos meses.
Escrito por Jordi Moral
Fuente: https://www.autopista.es/
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