Sustitución de materias primas fundamentales en los imanes permanentes
Con este artículo sobre la sustitución de materias primas fundamentales en imanes permanentes se cierra la trilogía de reportajes dedicada a la labor realizada en la Unión Europea en este ámbito. Durante el Tercer taller estratégico de innovación en red sobre sustitución de materias primas fundamentales (Innovation Network for Substitution of Critical Raw Materials Third Strategic Workshop) organizado por CRM_INNONET, presentaron sus actividades y objetivos representantes de tres proyectos financiados con fondos de la UE consagrados a este tema —VENUS, ROMEO y REFREEPERMAG—. VENUS El Dr. Jon Madariaga de Tekniker (España), coordinador del proyecto VENUS, comenzó la sesión sobre sustitución en imanes permanentes centrándose en el transporte por carretera. Gracias al desarrollo tecnológico alcanzado de unos años a esta parte, los vehículos completamente eléctricos se están acercando a un grado de viabilidad que podría erigirlos en la alternativa a los automóviles que funcionan con derivados del petróleo. Antes será necesario superar varios escollos de gran envergadura, en concreto el uso en las máquinas eléctricas más eficientes de imanes permanentes compuestos por tierras raras como el neodimio (una tierra rara ligera) y el disprosio (una tierra rara pesada). El 95 % de la extracción mundial de estos minerales tiene lugar en China y existe el temor de que el país detenga sus exportaciones de nuevo, tal y como hizo en 2010. El proyecto VENUS se creó para diseñar máquinas eléctricas que utilizasen menos materiales de imanes permanentes, materiales distintos a las tierras raras e incluso completamente libres de imanes. El equipo exploró dos vertientes de estudio en paralelo, una basada en motores de reluctancia conmutada (SRM) y otra en motores de reluctancia sincrónica asistida con imanes permanentes ((PM)SynRM). Tal y como explicó el Dr. Madariaga, VENUS se divide en tres fases consistentes en la de diseño, fabricación e integración en una Azure Ford Transit Connect y rodajes de pruebas. El enorme progreso logrado en cuanto al diseño anima al Dr. Madariaga a pensar que el equipo comenzará la fabricación del primer prototipo para abril para después integrarlo en el vehículo. ROMEO El proyecto ROMEO, presentado por su coordinadora, la profesora Dra. Spomenka Kobe del Instituto Jožef Stefan de Eslovenia, se dedica a reducir drásticamente la cantidad de tierras raras necesarias para crear imanes permanentes que se necesitan en el sector de las energías renovables y sustituir completamente los imanes permanentes basados en este tipo de elementos por otros materiales magnéticos nuevos. Los motores de los vehículos eléctricos y los generadores de las turbinas eólicas contienen imanes enormemente coercitivos y potentes capaces de funcionar a temperaturas superiores a los cien grados y soportar un elevado grado de campo inverso desmagnetizador. Al igual que los imanes utilizados hoy en día en los vehículos eléctricos, estos se basan en tierras raras como el neodimio y el disprosio. Según explicó la profesora Dra. Spomenka Kobe, ROMEO se puso en marcha con dos objetivos primordiales, a saber, crear varias estrategias de ingeniería microestructural que mejorasen enormemente las propiedades de los imanes (sobre todo la coercitividad) mediante una composición en la que se redujeran de manera drástica las tierras raras o sólo tuvieran cabida tierras raras ligeras; y desarrollar un imán que no contase con ningún tipo de tierra rara. El proyecto no concluirá hasta finales de este año pero ya ha logrado el primero de los objetivos, dando paso de este modo al empleo de imanes que pueden funcionar a temperaturas superiores a los cien grados. Se procederá al aprovechamiento de los resultados de ROMEO en dos fases: de la idea al prototipo y del prototipo al mercado. REFREEPERMAG Para finalizar la sesión sobre imanes permanentes, el coordinador del proyecto REFREEPERMAG, el Dr. Dimitris Niarchos del Centro Nacional de Investigación Científica Demokritos (Grecia), explicó que su proyecto es el primero en aplicar un método combinatorio para desarrollar imanes permanentes sin tierras raras. La novedad aportada por el proyecto, según explicó el Dr. Niarchos, es la modelización combinatoria de aleaciones basadas en hierro y cobalto (ambos abundantes y baratos); la caracterización y síntesis combinatoria y nuevas técnicas de compactación para obtener imanes sinterizados. El equipo del proyecto ha seguido cuatro vías distintas para desarrollar imanes permanentes sin tierras raras y su trabajo ha sido merecedor del galardón que se concede al «Mejor proyecto en activo» del 7PM en la categoría de Tecnologías industriales y de materiales. El Dr. Niarchos confía en que el proyecto haga posible la sustitución sostenible y duradera de materiales fundamentales necesarios para lograr innovaciones en sectores de la industria europea con un fuerte componente de alta tecnología. El aporte de sustitutos fiables realizado por el proyecto contribuirá a crear dispositivos sin tierras raras en tecnologías de microdetección y visualización en las que la sustitución aún no es posible. Además reducirá el precio de las tierras raras.
Países
Grecia, España, Eslovenia