Un nuevo motor de alta eficiencia fabricado con acero amorfo

 

Un nuevo motor de alta eficiencia fabricado con acero amorfo

 

Horse Powertrain (empresa conjunta dedicada a la producción de sistemas de propulsión de automóviles, incluidos motores de combustión interna y sistemas híbridos. El holding se creó en mayo de 2024 y es propiedad a partes iguales de Renault y Geely (con sede en Londres) ha presentado un nuevo motor de transmisión híbrido específico que, según la compañía, alcanza una eficiencia máxima del 98,2 %. 

 Denominado Motor Amorfo, este motor ofrece 140 kW y 360 Nm, y utiliza un estator de aleación de acero amorfo para reducir las pérdidas por efecto Joule y mejorar la conversión energética general. Horse afirma que esta tecnología puede contribuir a una reducción del 1 % en el consumo total de combustible y energía del vehículo en aplicaciones híbridas.

 La principal innovación reside en el material del estator. En lugar de las laminaciones de acero eléctrico convencionales, HORSE utiliza acero amorfo, una aleación magnética blanda con pérdidas en el núcleo muy bajas. En este motor, las capas del estator tienen tan solo 0,025 mm de espesor, aproximadamente una décima parte del espesor de las utilizadas en los motores tradicionales. Según la empresa, esto ayuda a reducir las pérdidas de hierro del estator en un 50 % en comparación con diseños equivalentes.

 

Que es el acero amorfo

El acero amorfo, también conocido como vidrio metálico, es un material metálico sólido con una estructura atómica desordenada. A diferencia de los metales convencionales, que tienen una estructura cristalina (átomos organizados en una red repetitiva), los átomos del acero amorfo están distribuidos de forma aleatoria, similar a la de un líquido pero en estado sólido. Este desorden atómico le otorga características físicas excepcionales que lo diferencian del acero estándar.

 Sus propiedades principales son:

    Alta eficiencia magnética: Posee una permeabilidad magnética muy alta, lo que permite que se magnetice y desmagnetice con pérdidas mínimas de energía.

    Resistencia y dureza: Es significativamente más duro y resistente a la deformación que el acero convencional. Algunas aleaciones amorfas pueden ser hasta tres veces más fuertes.

    Resistencia a la corrosión: Al no tener límites de grano (puntos débiles donde suele iniciar la oxidación), es mucho más duradero en entornos hostiles.

    Elasticidad: Puede absorber y devolver energía de manera más eficiente que los metales cristalinos.

 

Debido a sus propiedades, se utiliza en sectores tecnológicos avanzados, dentro de las aplicaciones destacadas  se puede enumerar:

     Transformadores eléctricos: Es su uso más común. Los núcleos de acero amorfo reducen drásticamente las pérdidas de energía por calor, mejorando la eficiencia de las redes eléctricas.

    Motores de alta eficiencia: Se emplea en motores eléctricos modernos para alcanzar rendimientos cercanos al 98%.

    Dispositivos médicos: Se fabrican bisturís de metal amorfo que son más afilados y duraderos que los de acero inoxidable o diamante.

    Electrónica y deportes: Se usa en carcasas de dispositivos móviles de alta gama y en componentes deportivos (como palos de golf o puentes de guitarras) por su resistencia e inercia acústica.

 

¿Cómo se fabrica?

Para obtener esta estructura, el metal fundido debe enfriarse a una velocidad extremadamente rápida (cientos o miles de grados por segundo). Esto impide que los átomos tengan tiempo de organizarse en una red cristalina, "congelando" su estructura desordenada.

 

 Mejoras sobre un motor

Desde una perspectiva de ingeniería, esto es importante porque las pérdidas de hierro del estator son uno de los principales límites de eficiencia en los sistemas de propulsión electrificados, especialmente a frecuencias de conmutación más altas y en amplios rangos de operación. Las aleaciones amorfas son atractivas porque su estructura no cristalina reduce las pérdidas por histéresis y corrientes parásitas. Proterial, especialista en materiales magnéticos amorfos, afirma que los núcleos de aleación amorfa pueden reducir las pérdidas de hierro a entre un tercio y un quinto de las del acero al silicio convencional en aplicaciones adecuadas.

 Lo que hace que el anuncio de Horse sea especialmente relevante es su aplicación objetivo. No se trata de un prototipo de laboratorio, sino de un motor de transmisión híbrido destinado a vehículos híbridos eléctricos (HEV), híbridos enchufables (PHEV) y vehículos eléctricos de autonomía extendida (EV). Esto hace que el desarrollo sea significativo para los fabricantes de equipos originales (OEM) que aún invierten en arquitecturas electrificadas de combustión de alta eficiencia, donde incluso pequeñas mejoras en la eficiencia del motor pueden optimizar el consumo de combustible, el rendimiento de emisiones y la gestión térmica. Horse posiciona explícitamente el motor como una solución para la próxima generación de sistemas de propulsión híbridos de bajas emisiones.

 La relevancia técnica radica en que esta innovación proviene de la ingeniería de materiales, más que de un cambio radical en la topología del motor. El principio electromagnético sigue siendo conocido, pero el uso de acero amorfo en el estator resuelve uno de los canales de pérdida más difíciles en las máquinas eléctricas. Si HORSE logra industrializar el material y el proceso de fabricación a gran escala, el Motor Amorfo podría representar un importante avance en la evolución de los sistemas de propulsión híbrida de alta eficiencia.

Un desafío persistente con los estatores amorfos ha sido la complejidad de su fabricación, un problema que fuentes de la industria han señalado durante años a pesar del potencial de bajas pérdidas comprobado del material.

 

Documento base:   A new high-efficiency motor made from amorphous steel                                         Por: Lara Morandotti  para   https://www.electricmotorengineering.com/

 Ricardo Berizzo

Ingeniero Electricista                                                                      2026.-