Imanes basados en ferrita para impulsar la economía ecológica del futuro Un imán compuesto basado en ferritas y nanocables metálicos podría ayudar a llevar una energía más sostenible a una serie infraestructuras críticas y bienes cotidianos, lo que aportaría beneficios medioambientales y económicos. Tecnologías industriales © Photomontage, Shutterstock El proyecto AMPHIBIAN, financiado con fondos europeos, desarrolló satisfactoriamente un volante de inercia —un dispositivo mecánico diseñado para almacenar energía de manera eficaz—, así como un material magnético permanente producido sin minerales de tierras raras. «Esperamos que, gracias a los resultados obtenidos, los compuestos de los nanocables metálicos de ferrita se erijan como candidatos para reemplazar a los materiales de tierras raras», comenta Adrián Quesada, coordinador del proyecto y miembro del Consejo Superior de Investigaciones Científicas (CSIC). «En términos más generales, esperamos que en el futuro se preste más atención a nuestra estrategia global para mejorar los imanes de ferrita, sobre todo dadas las múltiples ventajas para el medio ambiente que ofrece el uso de ferritas». Desde la finalización del proyecto, en diciembre de 2019, el consorcio de AMPHIBIAN colabora con una empresa con sede en el Reino Unido para desarrollar el primer generador de turbina eólica basado en ferrita y que no usa tierras raras. «El potencial es enorme, ya que las turbinas eólicas suelen requerir toneladas de tierras raras para funcionar», explica Quesada. «También estamos estudiando la forma de reemplazar los componentes de los vehículos fabricados con tierras raras por nuestros compuestos de nanocables». Un material cotidiano esencial Un imán permanente es un material que puede crear un campo magnético por sí mismo de manera espontánea sin necesidad de que una corriente pase por él. Esta propiedad única los hace muy útiles para aplicaciones cotidianas, como en altavoces y micrófonos, así como discos duros y sensores. «La energía mecánica puede transformarse en energía eléctrica y viceversa», añade Quesada. «Por eso los imanes permanentes se utilizan en generadores y motores. A medida que avancemos hacia un futuro más ecológico, la demanda de imanes para generar energía en turbinas eólicas y motores de vehículos eléctricos aumentará drásticamente». Sin embargo, la demanda de imanes permanentes ha planteado retos. Los mejores imanes contienen minerales de tierras raras y la extracción de estos elementos conlleva problemas relacionados con los costes, la cadena de producción y el medio ambiente. «Estos minerales se encuadran en la categoría de lo que llamamos materias primas fundamentales», señala Quesada. «Existe una necesidad evidente de encontrar alternativas que puedan sustituir a las tierras raras, especialmente en determinadas aplicaciones que solo requieran un rendimiento moderado. Esto contribuiría a reducir nuestra dependencia de las materias primasfundamentales». Una energía sostenible para el futuro El objetivo clave del proyecto AMPHIBIAN fue mejorar las propiedades de los imanes basados en ferritas y, posteriormente, demostrar su eficacia en unos dispositivos de almacenamiento de energía llamados volantes de inercia. «Escogimos las ferritas como material principal porque se pueden conseguir fácilmente y son mucho más respetuosas con el medio ambiente y baratas», añade Quesada. El equipo, que consta de científicos de materiales, físicos, teóricos, químicos e ingenieros, comenzó identificando las formas, las disposiciones y los tamaños óptimos de las partículas a fin de mejorar las propiedades generales de los nuevos imanes. Las pruebas iniciales indicaron que las partículas tenían que ser mucho más pequeñas de lo esperado, lo que obligó al equipo a utilizar partículas a nanoescala. «Fue mucho más difícil producir estas partículas en grandes cantidades», comenta Quesada. «Con todo, resolvimos este problema redirigiendo nuestros esfuerzos y recursos a la producción de nanoestructuras y trabajando con prototipos más pequeños». El resultado final es un nuevo volante de inercia que funciona en un campo magnético muy reducido, así como un imán compuesto basado en ferritas y nanocables metálicos. «Estos elementos cumplen los objetivos que nos habíamos fijado en cuanto a la mejora del rendimiento», señala Quesada. «Esperamos comercializar el nuevo volante de inercia en 2022, y se han patentado ambos resultados». Además, desarrollamos azulejos magnéticos fabricados a partir de polvo de ferrita para baños y cocinas, además de un conjunto de programas informáticos para simular las propiedades y la rotación de partículas de los compuestos magnéticos. También está en marcha la comercialización de ambos productos. Palabras clave AMPHIBIAN, minerales, metálico, sostenible, turbina eólica, energía, volante de inercia, magnético, nanocable, ferrita, vehículo
