Soluciones al problema del imán permanente
Los imanes de tierras raras son mucho más resistentes que los de ferrita y ofrecen mejores rendimientos en motores más pequeños. Sin embargo, los elementos de tierras raras —como por ejemplo el disprosio, que es esencial para la fabricación de imanes permanentes en la mayoría de aplicaciones tecnológicas— son extraídos casi exclusivamente en China y el aumento de la demanda en dicha nación ha conducido a una reducción significativa de las exportaciones al resto de los países del mundo. En este contexto, los investigadores de un proyecto financiado por la Unión Europea estudiaron nuevos métodos para mejorar las propiedades magnéticas de materiales magnéticos comunes mediante el conocimiento adquirido en nanociencia y los últimos avances en nanotecnología. Concretamente, el equipo de NANOPYME (Nanocrystalline permanent magnets based on hybrid metal-ferrites) se centró en el uso de nanopartículas metálicas y de ferrita optimizadas para fabricar imanes permanentes alternativos. Los investigadores lograron una mejora significativa de las propiedades de la ferrita magnética mediante la síntesis de nuevos nanocompuestos híbridos basados en metales y en óxidos de ferrita metálica. Desarrollaron una técnica denominada síntesis combinatoria de materiales, que conjuga las propiedades magnéticas complementarias de los dos materiales para producir imanes de mayor potencia magnética que los imanes convencionales basados en ferrita. El equipo del proyecto ha presentado una solicitud de patente (P201600092): Microcompuestos para imanes permanentes libres de tierras raras y su método de producción. Los nuevos imanes no son sensibles al aire, en contraste con los imanes de tierras raras, que deben estar recubiertos para evitar su rápida oxidación. La competitividad, la seguridad, el reciclaje y la producción ecológica son ventajas adicionales que impulsan su paso del ámbito del laboratorio a una escala industrial. Para demostrar la capacidad de los nuevos materiales magnéticos desarrollados, los investigadores de NANOPYME los usaron para producir un motor prototipo a escala completa para una moto eléctrica. Además, se desarrollaron motores de alta precisión incorporando imanes fabricados a partir de residuos magnéticos reciclados. La molienda fina de ferrita de estroncio en un polvo ultrafino y homogéneo para su uso en imanes constituyó uno de los principales logros del proyecto. Concretamente, los investigadores desarrollaron un nuevo proceso que permite la recuperación y la mejora de las propiedades magnéticas originales del polvo de ferrita de cobalto y del polvo de ferrita de estroncio. Con NANOPYME, Europa movilizó sus recursos de forma concertada para liderar el desarrollo de imanes permanentes que no incluyan elementos de tierras raras. Los nuevos métodos de procesamiento de materiales desarrollados reducirán de manera significativa el impacto medioambiental de la producción de imanes permanentes.
Palabras clave
Imán permanente, elementos de tierras raras, NANOPYME, nanocristalino, ferrita metálica
