Mondragon Unibertsitatea da un paso adelante en la expansión del coche eléctrico

El investigador de la línea de energía de MU Gaizka Ugalde coordina este grupo de trabajo en el que, además de la universidad vasca, participa el Grupo Mondragon, CEA, Valeo, Magneti Ljubljana, Montan University Leoben y KU Leuven, todos ellos agentes europeos de referencia en el mercado del coche eléctrico. Ugalde contextualiza su proyecto en un entorno en el que se ha demostrado que los motores más eficientes son los que incorporan imanes permanentes.

Estos imanes están fabricados con las llamadas tierras raras. En concreto, con neodimio, que es el material que da fuerza al imán, y con otro que “es igual de importante o más”, incide Ugalde, que es el disprosio y permite que el motor funcione con altas temperaturas. El investigador explica que los motores pequeños que necesita el vehículo eléctrico se calientan y “necesitamos materiales que trabajen con calor”, y de ahí la relevancia del disprosio.

Los imanes de neodimio y disprosio parecían responder a esos requerimientos, pero el problema surgió en 2009, cuando el precio de los imanes se multiplicó por 25 ante el encarecimiento de las tierras raras. “Fue un totum revolutum, todo el mundo buscaba una alternativa”, recuerda Gaizka Ugalde, quien añade que esta elevación del coste de las tierras raras representó un duro golpe a “una industria que entonces era boyante”.

Otro de los inconvenientes radica en que el 94% de las ventas de imanes se localizan en China, recuerda el investigador, que lo atribuye a que, por lo general, las minas de donde se extraen los materiales para fabricarlos se encuentran cerca de zonas radioactivas, por lo que su extracción en el ámbito europeo está muy restringida por motivos de salud laboral, mientras que en el país asiático la normativa es más relajada. En consecuencia, se genera un “monopolio” que desde Europa se pretende evitar.

Las alternativas pasan por, o bien reducir el empleo de estas tierras raras, o bien cambiar el material y el proceso de producción hacia técnicas de fabricación más avanzadas, que es la opción del proyecto europeo que lidera Mondragon Unibertsitatea.

El investigador de la línea de energía del centro universitario guipuzcoano afirma que la propuesta sustituye el neodimio por cerio, y aplica un innovador sistema de producción denominado Powder Injection Molding.

COMBINACIÓN “La sustitución del neodimio por cerio por sí misma no es una solución”, advierte Ugalde. “El Powder Injection Molding sí puede funcionar por sí solo, pero hemos apostado por combinar ambos”, indica. El equipo investigador ha optado por el cerio porque es un material más abundante y, además, tiene un precio diez veces inferior al del neodimio.

“Era un candidato sobre el que existía mucha literatura y decidimos apostar por él”, comenta el investigador de MU. Una vez decidido el material sustitutivo, el proyecto europeo ha concluido que su empleo de forma exclusiva no elimina el problema, porque sus prestaciones son inferiores a las del neodimio, por lo que ha abordado el desarrollo de una innovadora técnica de producción que supla esta carencia.

El objetivo del nuevo sistema de producción es conseguir eliminar la estructura rígida de los imanes, que por el momento tienen forma cuadrada o circular, lo que limita mucho su efectividad, afirma Ugalde.

“Conseguir formas más imaginativas nos permitiría exprimir más el motor”, considera. Se trata, en definitiva, de hallar diseños que amplíen el campo magnético porque cuanto mayor sea, menor campo eléctrico se debe utilizar, lo que también significa reducir su coste.

Con esta premisa, el equipo de trabajo del proyecto europeo denominado Low Ree Motors ha trabajado desde enero de 2020 y finalizará su misión en diciembre del presente ejercicio. A día de hoy, los investigadores ya han diseñado y fabricado un primer motor que constituye “una primera apuesta más moderada”, según señala Ugalde, que se encuentra a la espera de poder ser probado.

También han diseñado un segundo motor que representa un paso más y requiere una inversión más alta. En este caso, los participantes en el proyecto confían en poder tenerlo fabricado para el mes de julio de este año para proceder a partir de esta fecha a su testado. Valeo, el proveedor del sector de la automoción que da servicio a las principales marcas automovilísticas del mundo, será el encargado de realizar estas pruebas en vehículos híbridos.

PROS Y CONTRAS Como cualquier alternativa, la propuesta por el proyecto Low Ree Motors tiene sus ventajas y sus inconvenientes. Con respecto al cerio como material, Gaizka Ugalde explica que su parte buena es que es mucho más barato y más abundante que el neodimio, aunque admite que tiene como carencias que el imán pierde fuerza y temperatura.

Respecto al Powder Injection Molding, valora su capacidad para realizar un diseño mucho más libre del motor y, por lo tanto, aprovechar al máximo la potencialidad del imán. Sin embargo, considera que aún no se encuentra establecido y que necesitará un trabajo previo que tenga como resultado la industrialización de este sistema de fabricación.

Este proyecto resultará un gran avance para el vehículo eléctrico, que verá su precio reducido, pero también para multitud de objetos que cualquier persona utiliza en su vida cotidiana y que requieren de imanes para su fabricación, como los auriculares, los teléfonos móviles o los ordenadores.