Investigadores de la Universidad Texas A & M han desarrollado un motor eléctrico que elimina el uso de tierras raras

 

Investigadores de la Universidad Texas A & M presentan una solución innovadora y sostenible: han desarrollado un motor eléctrico que elimina el uso de tierras raras

El motor eléctrico de imanes permanentes, un componente indispensable en vehículos, barcos, aviones y turbinas eólicas, se enfrenta a un desafío crítico: la dependencia de los materiales de tierras raras. Estos elementos, aunque esenciales para el desempeño avanzado, aportan altos costos económicos, afectan la vulnerabilidad ambiental devastadora y geopolítica.

  

 Qué son las tierras raras?

Las tierras raras son elementos químicos utilizados en la fabricación de componentes esenciales debido a sus excepcionales propiedades magnéticas. Estos elementos son esenciales para aumentar la eficiencia, reducir el peso y mejorar el rendimiento de los motores eléctricos y otros dispositivos relacionados con la movilidad sostenible.

Hay 17 tierras raras: lantano (La), cerio (Ce), praseodimio (Pr), neodimio (Nd), prometio (Pm), samario (Sm), europio (Eu), gadolinio (Gd), terbio (Tb), disprosio (Dy), holmio (Ho), erbio (Er), tulio (Tm), iterbio (Yb), lutecio (Lu), escandio (Sc) e itrio (Y).

Su denominación como “tierras” puede resultar confusa pero es, en realidad, un término heredado. En la historia de la química, a los “óxidos” se les conocía como “tierras” y a este grupo de elementos se les atribuyó este nombre. Tampoco todos ellos son tan “raros” o escasos en la Tierra, incluso algunos son bastante comunes como el cerio, tan abundante como el cobre.

 

 Las propiedades físico químicas de estos elementos son únicas, lo que los convierte en componentes necesarios de productos de consumo de alta tecnología, como teléfonos móviles, discos duros, vehículos eléctricos e híbridos y monitores, entre otros.

 

El nuevo motor eléctrico sin tierras raras

Los científicos de la Universidad Texas han desarrollado un motor eléctrico que elimina completamente la necesidad de tierras raras. El proyecto, titulado "Avances en la propulsión de vehículos eléctricos": desarrollo de motores eléctricos de alta potencia sin tierras raras, utiliza cobre para reemplazar imanes de neodimio y otros materiales similares. Estos materiales no sólo causan daños ambientales durante su degradación, sino que también generan dependencia de los mercados externos. Nuestro motor aborda este problema ofreciendo una alternativa eficiente y sostenible, dijo Talebi.

 

Soluciones prácticas y beneficios económicos

Elegir cobre, un material abundante que es menos dañino para el medio ambiente, aporta numerosas ventajas:

    Sostenibilidad: Con menos impacto ambiental, el cobre reduce significativamente los daños causados por la minería.

    Beneficio de costos: Eliminar imanes permanentes y materiales costosos reduce los costos de producción.

    Independencia geopolítica: La dependencia rotativa de los países que controlan el mercado de tierras raras garantiza una mayor estabilidad en la cadena de suministro.

 

El desarrollo del equipo ya ha mostrado resultados alentadores en simulaciones, logrando un rendimiento equivalente a los motores tradicionales. Toliyat destacó: "Nuestra tecnología logra la misma relación de potencia a peso que los motores de tierras raras".

 

Superar las limitaciones de las alternativas actuales

Aunque algunos fabricantes de automóviles ya están explorando motores raros libres de tierra, las opciones disponibles enfrentan limitaciones, como menor eficiencia y alto costo. Seyedi enfatizó: Nuestro enfoque busca resolver estos problemas ofreciendo una alternativa eficiente y económica". Además, el proyecto no se limita a los vehículos eléctricos. La tecnología tiene potencial para aplicaciones en aerogeneradores, sistemas de transporte público e incluso en el sector de las energías renovables.

 

 Inversión y expansión comercial

Ha recibido casi u$s 500.000 en fondos del programa ADM de Texas A&M University's ADM (Advancing Discovery to Market), el equipo ya ha presentado patentes en Estados Unidos y planea comercializar el motor eléctrico. La fundación de una empresa refuerza el compromiso del equipo de llevar esta innovación al mercado global. "Estamos enfocados en ampliar el alcance de la tecnología para maximizar su impacto. Creemos que transformará no sólo la industria automotriz, sino todo el sector energético, destacó  Talebi.

 

Por qué eliminar las tierras raras es tan importante?

Las tierras raras son un grupo de 17 elementos químicos utilizados en la fabricación de artículos permanentes, baterías recargables y componentes tecnológicos.

A pesar de su nombre, no son raros, pero la concentración necesaria para la eficiencia es limitada. Además, el 70% de la producción mundial proviene de China, concentrando el poder económico y estratégico en un solo país.

 

Los problemas asociados con las tierras raras incluyen:

    Impactos ambientales: La minería y el procesamiento generan residuos tóxicos, contaminantes ambientales y consumen grandes cantidades de energía.

    Riesgos sociales: En algunas regiones, las prácticas mineras no reguladas causan manipulación ambiental y exponen a los trabajadores a malas condiciones.

    Altos costos: La protección y el refino son procesos costosos, lo que hace que los productos terminados tales como vehículos eléctricos y turbinas eólicas sean más caros.

 El motor eléctrico  sin tierra podría representar un paso adelante en la dirección de la sostenibilidad. Al eliminar la dependencia de materiales finitos y contaminantes, la tecnología promueve un modelo de producción más ecológico. Además de reducir los costos, fortalece las cadenas de suministro y reduce los impactos ambientales.

 

Ricardo Berizzo

Ingeniero Eléctrico                                                                                       2025.-