Una cadena de valor más sostenible para la codiciada aleación de neodimio, hierro y boro
Aumenta la demanda de imanes de tierras raras, sobre todo la aleación de neodimio, hierro y boro. Los imanes de neodimio son componentes clave de varios productos que impulsan la transición ecológica, como turbinas eólicas, vehículos eléctricos y bombas de agua. Sin embargo, la cadena de suministro actual no puede hacer frente a la demanda prevista. El ambicioso objetivo del equipo del proyecto SUSMAGPRO, financiado con fondos europeos, es impulsar la disponibilidad de estos imanes en Europa creando de este modo una economía circular a través del reciclaje y la reutilización.
Ciclo ecológico para los imanes de neodimio
En SUSMAGPRO se están introduciendo nuevas formas de reciclar y reutilizar imanes directamente a partir de residuos, creando así un circuito de reciclado más corto con una mayor tasa de recuperación y un mayor rendimiento (25 %) en comparación con los métodos tradicionales. «Los materiales reciclados se reconvierten en diversos productos, como aleaciones fundidas y distintos tipos de imanes, utilizando métodos de producción innovadores que minimizan los residuos», señala Carlo Burkhardt, coordinador del proyecto. El proceso comienza con la evaluación de los productos de chatarra y el análisis exhaustivo de todos los materiales. Estos datos informan sobre la segregación de componentes y orientan las recomendaciones para obtener diseños de reciclado eficientes. A continuación, los productos de chatarra se desmontan robóticamente, separando los elementos que contienen imanes de los flujos de residuos mediante un conjunto de sensores. La chatarra magnética resultante se expone a una atmósfera de hidrógeno a fin de producir polvos para su posterior procesamiento, con o sin desmagnetización térmica previa. Posteriormente, los polvos se transforman en nuevas aleaciones o imanes mediante diversos procesos. Entre ellas figura una técnica innovadora basada en el moldeo por inyección de metales que implica dar forma, desbastar y sinterizar y permite crear imanes de formas complejas con un mínimo de residuos de producción. Los imanes recién producidos pueden distribuirse a los usuarios finales para su uso en diversas aplicaciones, como altavoces de automóviles, bombas de agua y rotores de automóviles.
Obstáculos al reciclado de imanes de tierras raras
El reciclaje de imanes de tierras raras plantea muchos retos técnicos. Una cuestión clave es el tamaño de los imanes utilizados en los dispositivos tecnológicos más pequeños, como los teléfonos inteligentes. La cantidad de tierras raras en estos dispositivos es demasiado pequeña para que el proceso de extracción sea rentable y lleve tiempo. El diseño de los productos es otro factor que dificulta el reciclado de los metales de tierras raras. «Por ejemplo, nuestra innovadora tecnología de chatarra magnética para procesamiento de hidrógeno requiere espacio que permita a los imanes expandirse durante la reacción del hidrógeno, lo cual es imposible si los imanes están fuertemente incrustados en los componentes», explica Burkhardt. Eso puede solucionarse con tecnologías de desmontaje, pero los productos diseñados para el reciclaje harían mucho más competitiva la economía circular. Las condiciones magnéticas del material también pueden crear problemas para el reciclado, provocando propiedades incoherentes en los materiales finales. El consorcio del proyecto se propone abordar los retos de la ampliación del nivel de preparación tecnológica 7 y 8, como las impurezas, el alto contenido de oxígeno y las distintas composiciones de los imanes, antes de que finalice el proyecto. «Los usuarios finales pronto empezarán a darse cuenta de que los imanes reciclados pueden igualar o superar a los originales», señala Burkhardt.
Pequeños pasos decisivos para la transición a una economía circular
Según Laura Grau, investigadora asociada: «Muchos motores de coches actuales no son fácilmente reciclables, pero es probable que pronto se conviertan en nuestra mayor fuente de chatarra. Dado el cambio mundial hacia los vehículos eléctricos, no se trata tanto de si necesitamos diseños de reciclado eficientes, sino de cuándo. No hay un plazo fijo, pero ante la presión de los gobiernos en favor de la electrificación, debemos actuar con rapidez. Los fabricantes deben replantearse urgentemente los diseños tradicionales. Nuestro objetivo es identificar lo que es reciclable y lo que no, y ayudar a los fabricantes a realizar estos cambios cruciales». Además de las pruebas piloto de producción de aleaciones e imanes desvelados por los socios del proyecto, que pueden producir más de cien toneladas al año, se han creado dos empresas derivadas de reciclaje, cada una con una capacidad inicial de cincuenta toneladas al año. Asimismo, existen planes en marcha para duplicar la capacidad de producción. «Aunque esta cantidad es pequeña comparada con la producción china de doscientas treinta mil toneladas del año anterior, se trata de un punto de partida escalable», concluye Burkhardt.
Palabras clave
SUSMAGPRO, reciclaje, aleación de neodimio, hierro y boro, NdFeB, imán de tierras raras, economía circular, chatarra magnética para procesamiento de hidrógeno
