Motores de alto rendimiento con imanes de tierras raras

Los imanes de tierras raras son típicamente dos o tres veces más fuertes que los imanes permanentes de ferrita o cerámicos. En los motores eléctricos, el uso de imanes de tierras raras permite obtener un mayor rendimiento de motores más pequeños y ligeros. Claramente esto tiene sus atracciones para vehículos eléctricos, donde un motor más ligero y eficiente reduce la cantidad de energía almacenada que tiene que ser transportada en forma de gasolina, hidrógeno o baterías.

Para las aplicaciones industriales, los beneficios de los imanes de tierras raras típicamente están relacionados con el rendimiento más alto disponible de los motores del mismo tamaño, o motores más ligeros para equipos que están en movimiento. Otra aplicación relacionada con los imanes de tierras raras son los generadores instalados en las turbinas eólicas, donde la eficiencia a largo plazo gana valor instalándose generadores de alto coste y rendimiento.

El término imanes de tierras raras es algo engañoso, ya que el imán es realmente una aleación conteniendo pequeñas cantidades de tierras raras. Por ejemplo, imanes de neodimio, que son el tipo más comúnmente usado de imanes de tierras raras en motores, está hecho de una aleación de neodimino, hierro y boro (Nd₂Fe₁₄B). Además, los elementos de tierras raras – neodimino en este caso, o samario en los magnets de samario – cobalto (SmCo₅) no son tan raros como el término sugiere: El samario es el cuarto elemento más abundante de la corteza terrestre, haciéndolo más común que el estaño, mientras que el neodimio es casi tan abundante como el cobre. Sin embargo, los elementos de tierras raras raramente se encuentran en forma concentrada y explotable, por ello se les denomina raros.

La principal dificultad actual de los elementos de tierras raras es que China controla el 95 % del suministro mundial. Antes de alcanzar esta posición dominante, China recortó los precios, haciendo que las minas en otras partes del mundo no fuesen económicamente viables. Cuando estas minas cerraron, la dominancia de China se incrementó. Habiendo arrinconado el mercado, China ha reducido las cuotas de exportación y forzó la subida de los precios. Muchos fabricantes se ven obligados a relocalizarse en China por este motivo. Los elevados precios actuales han hecho que sea viable la apertura de minas en otros países, pero es probable que China mantenga su posición predominante en el futuro próximo. A finales de 2011 algunos de los precios de los metales de tierras raras comenzaron a caer, pero los precios probablemente queden volátiles y en gran medida controlados por China.

Los fabricantes de motores y productos que incorporan motores, así como diferentes gobiernos, han comenzado a darse cuenta que la situación es insostenible y que deben desarrollarse nuevas alternativas. En el Reino Unido, un grupo de compañías de tecnología de ingeniería han obtenido fondos para llevar a cabo investigaciones en el desarrollo de la siguiente generación de sistemas de transmisión de vehículos eléctricos que reducirán significativamente la dependencia futura de los metales de tierras raras, ya que los motores de los vehículos híbridos y eléctricos actualmente contienen cantidades significativas de metales de tierras raras tales como neodimio o disprosio.

Bibliografía

• High-performance motors dispense with expensive rare-earth magnets. European DesignEngineer April 2012

Palabras clave

Rare-earth magnet