El prototipo desarrollado por el equipo ha demostrado ser comparable en rendimiento a los motores tradicionales con tierras raras, superando a otras alternativas libres de estos materiales.
Motores eléctricos sostenibles y económicos eliminan el uso de materiales de tierras raras
Los motores eléctricos son esenciales en la operación de barcos, aviones, turbinas eólicas y vehículos eléctricos. Sin embargo, su construcción tradicionalmente depende de materiales de tierras raras, lo que conlleva graves problemas ambientales y económicos. Las tierras raras son recursos finitos cuya extracción contamina el medio ambiente y cuya oferta global está controlada por un reducido número de países, generando altos costos y vulnerabilidad ante interrupciones en la cadena de suministro.
Un equipo de la Universidad Texas A&M, liderado por el Dr. Hamid Toliyat, el estudiante de doctorado Mehdi Seyedi y la investigadora postdoctoral Dra. Dorsa Talebi, está desarrollando un motor eléctrico innovador que elimina la necesidad de usar materiales de tierras raras. Este motor, compacto, eficiente, sostenible y rentable, busca no solo solucionar problemas medioambientales, sino también reducir la dependencia de mercados extranjeros.
Según la Dra. Talebi, «existen procesos mineros poco éticos para extraer estos materiales, que también consumen mucha energía. Aunque hay proyectos globales para hacer esta extracción más sostenible, la regulación es insuficiente. Nuestro motor satisface esta necesidad porque elimina completamente las tierras raras«.
El proyecto, titulado «Avances en la propulsión de vehículos eléctricos: desarrollo de motores eléctricos de alta potencia sin tierras raras«, se centra en sustituir imanes de neodimio y otros materiales similares por alternativas más accesibles y ecológicas, como el cobre.
Ventajas del motor sin tierras raras
El uso de bobinas de cobre en lugar de materiales de tierras raras en las partes rotatorias del motor ofrece múltiples beneficios:
- Mayor sostenibilidad: El cobre es abundante y su extracción tiene un menor impacto ambiental.
- Reducción de costes: La eliminación de imanes permanentes y materiales costosos disminuye los precios de producción.
- Independencia económica: Al eliminar la dependencia de países que controlan las tierras raras, se garantiza una cadena de suministro más segura.
Para validar su propuesta, el equipo diseñó un prototipo y realizó simulaciones para probar la viabilidad del motor. Los resultados iniciales son prometedores, mostrando un rendimiento comparable al de los motores actuales que utilizan tierras raras y superando a otras alternativas libres de estos materiales.
El Dr. Toliyat señaló que «nuestra tecnología, en términos de relación potencia-peso, está al nivel de los motores con tierras raras«. Además, el estudiante Seyedi destacó que, aunque los fabricantes de automóviles han comenzado a desarrollar motores libres de tierras raras, las opciones existentes tienen limitaciones significativas. «Esperamos que nuestra topología resuelva la mayoría de esos problemas y ofrezca una opción eficiente y rentable al mismo tiempo«, afirmó.
Impulsando la comercialización y ampliando el alcance
El equipo ha recibido cerca de 500.000 dólares estadounidenses (USD), aproximadamente 460.000 euros, a través del programa de premios ADM (Advancing Discovery to Market) de la Universidad Texas A&M. Su objetivo final es comercializar el motor y fundar una empresa propia, contando ya con patentes registradas en Estados Unidos para proteger su idea.
El impacto potencial de esta tecnología es amplio. Según la Dra. Talebi, la industria automotriz sería la principal beneficiaria, pero también podría aplicarse en turbinas eólicas, energías renovables y sistemas de transporte. La investigación cuenta con el apoyo del Dr. Alan Palazzolo, coinvestigador principal, y el financiamiento es administrado por la Agencia de Experimentación en Ingeniería de Texas A&M (TEES).
Un paso hacia la sostenibilidad energética
Este proyecto representa un avance crucial hacia un futuro más sostenible en la producción de motores eléctricos. Al eliminar la dependencia de materiales finitos y contaminantes, promueve una transición energética más respetuosa con el medio ambiente y económicamente viable. La investigación no solo aborda problemas tecnológicos, sino también éticos, reafirmando el compromiso con la sostenibilidad y la innovación.
Vía engineering.tamu.edu
