Conforme avanzan los esfuerzos de electrificación en la industria de la automoción, también lo hacen las ideas para abaratar los costes de producción de los vehículos eléctricos. En la India, los especialistas del Centro de Materiales para la Energía de la Automoción, dependiente del gobierno del país, han dado con una de esas alternativas.
Los ingenieros de dicho centro han creado imanes de neodimio, hierro y boro de bajo coste, y sin tierras raras. Este tipo de imanes están sometidos a una enorme demanda para responder a la producción mundial de vehículos eléctricos. Aunque constituyen la parte estática de los motores eléctricos, los imanes son los que suministran la potencia de rechazo para generar movimiento en ellos.
¿Por qué importan tanto estos imanes?
En la actualidad, más del 90% de los vehículos eléctricos utilizan motores eléctricos sin escobillas que requieren de este tipo de imanes, descubiertos por el científico y empresario japonés Masato Sagawa en 1984.
Sin ir más lejos, un Toyota Prius de segunda generación emplea un kilogramo de imanes de neodimio. Además, no son exclusivos de los coches eléctricos, sino que están a la orden del día en motores de ventanillas y limpiaparabrisas, así como en los sistemas de cierre de puertas. Son ideales para motores de alto rendimiento, pero que necesitan ser de tamaño pequeño
Pocos imanes poseen propiedades magnéticas tan potentes. Sus temperaturas de uso de entre 150 y 200ºC también los hacen especialmente adecuados para la automoción… pero, por el mismo motivo, necesitan ser altamente resistentes a desmagnetizarse.
Con los más débiles, bastan más de 80ºC para que empiecen a desimantarse. En cambio, para aplicaciones como las que nos ocupa, hoy en día se montan imanes de alto rendimiento. Éstos son capaces de funcionar a temperaturas de hasta 220ºC sin grandes pérdidas de magnetismo.
Para conseguirlo, hasta ahora se recurren a aleaciones de disprosio, por lo que los imanes de neodimio de los coches eléctricos presentan un alto contenido de tierras raras, con el consiguiente impacto medioambiental.
La solución india
Por eso, los investigadores llevan tiempo probando con numerosos componentes que también aumenten la coercitividad de estos imanes (es decir, su resistencia a desmagnetizarse). En el caso del equipo de la India, han recurrido a la tecnología conocida como “difusión del límite de grano”. Durante este proceso, para enriquecer el cobre del imán han usado niobio, un metal de transición blando.
Asimismo, han empleado una aleación con un bajo punto de fundición -que responde a la composición “Nd70Cu30”-, en vez del disprosio habitual. Todo en busca de la máxima resistencia a la desmagnetización, sin abusar de las tierras raras más pesadas.
Gracias a la producción comercial de estos imanes, la India podría reducir drásticamente las importaciones de componentes para su industria del automóvil. En estos momentos, ya están preparando una planta piloto para fabricarlos, con financiación de la Junta de Investigación en Ciencia e Ingeniería del Gobierno indio.
