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Producción propia de imanes más ecológicos

Los imanes permanentes son componentes esenciales de los vehículos eléctricos y de los generadores de las turbinas eólicas. Los materiales magnéticos ecológicos incrementarán la sostenibilidad y restaurarán la independencia europea frente a la volatilidad de la cadena mundial de suministro.
Producción propia de imanes más ecológicos
El mercado de la energía renovable está en auge. Los imanes permanentes actuales están basados en tierras raras ligeras (neodimio) y pesadas (disprosio, terbio), suministradas principalmente por China, para garantizar su rendimiento a alta temperatura. Al mismo tiempo que crece la demanda de estos elementos, China está restringiendo las exportaciones para impulsar la pujanza de su propio sector de la energía limpia.

El coste de los materiales necesarios se está disparando y cada vez se puede confiar menos en la oferta, por lo que el proyecto ROMEO (Replacement and original magnet engineering options) nació con ayuda de fondos europeos para reducir de manera drástica la cantidad necesaria de tierras raras pesadas o encontrar una alternativa a las tierras raras para los imanes permanentes. Las tareas del proyecto se destinaron, por un lado, a mejorar las propiedades de los imanes permanentes basados en tierras raras ligeras y, por el otro, a crear un imán sin tierras raras. La mejora de la coercitividad o resistencia a los cambios en la magnetización generará un alto rendimiento a temperaturas de funcionamiento superiores a los 100 °C.

El consorcio ROMEO combinó la excelencia y experiencia europeas con el apoyo de Japón y Estados Unidos a través de un órgano consultivo.

Las tecnologías actuales utilizan una concentración en peso del 10 % u 11 % de Dy, mientras que con la nueva técnica basta con un 0,6 %. Esta reducción por un factor de 16 representa un descenso espectacular en el precio de los imanes fabricados que se puede calcular en torno a un 40 %, según el coste de las materias primas en 2015. Además, se ha logrado aumentar la coercitividad de los imanes sin tierras raras pesadas frente a resultados anteriores. Asimismo, se investigó el mejor equilibrio posible entre las propiedades mecánicas y las magnéticas.

Las simulaciones y los métodos de cribado de alto rendimiento para evaluar las estructuras electrónicas y las propiedades magnéticas han sacado a la luz posibles materiales candidatos para los nuevos imanes permanentes. Las numerosas investigaciones sobre formulaciones y las técnicas de procesamiento de polvo han ofrecido resultados prometedores.

Se han seleccionado nueve materiales magnéticos sin tierras raras para los estudios experimentales a través del proceso de cribado de alto rendimiento.

El equipo evaluó las estrategias de fabricación centrándose en una producción eficiente desde el punto de vista ecológico. Los aspectos considerados fueron la aglutinación y la formación de metal, la producción de imanes de enlace polimérico, la sinterización y el reciclaje.

ROMEO acometió una tarea de suma importancia: la creación de materiales sin tierras raras con el fin de fabricar los imanes permanentes necesarios para vehículos eléctricos y aerogeneradores. El suministro independiente de materiales sostenibles y las tecnologías de fabricación más ecológicas ayudarán a la UE a sacar partido del mercado mundial de la energía renovable.

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Palabras clave

Imanes permanentes, energía renovable, tierras raras, coercitividad
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