Green Car Congress se ha hecho eco de un interesante estudio llevado a cabo por la consultora Adamas acerca del peso que han tenido los materiales y metales en la fabricación de motores eléctricos durante 2018.
El resultado ha sido que el año pasado el 93 % de todos los motores de coches eléctricos puros, híbridos e híbridos enchufables utilizaron imanes permanentes, lo que supone un incremento del 1 % respecto a 2017. Uno de los principales ingredientes de este tipo de motores son las tierras raras.
Más eficientes y más económicos
Según la consultora, los motores eléctricos de imanes permanentes precisan de materiales más caros para su fabricación que los de inducción, pero son sustancialmente más económicos desde el punto de vista de un fabricante de automóviles ya que su alta eficiencia permite que la batería pueda ser de menor tamaño sin sacrificar la autonomía. Son, así, más compactos.
Como ejemplo, la consultora asegura que aumentar la capacidad de un paquete de baterías de 60 kWh en un 5 %, para compensar el uso de un motor de inducción puede aumentar el coste del tren motriz en más de 300 dólares.
Además son hasta un 15 % más eficientes que los motores de inducción y alcanzan mayor densidad de potencia tanto en kW/kg como en kW/cm3.
Sin embargo, los imanes permanentes utilizados en un motor eléctrico tienen una capacidad magnética limitada y se ven además afectados por el aumento de temperaturas, dos inconvenientes que pueden llegar a afectar al crecimiento de este tipo de motores.
Hay varias empresas que destacan en el mercado global de motores de imanes permanentes, como ABB Group, General Electric Company, Siemens AG, YaskawaElectric Corporation, Rockwell Automation Inc., Nidec Corporation, AMETEK, Inc. o Toshiba Corporation.
En la parte de 'ingredientes' necesarios para desarrollar este tipo de motores encontramos las tierras raras. Son 17 elementos químicos cuyo nombre, más que a su disponibilidad, se refiere al hecho de que su extracción no está concentrada, ya que algunos elementos como el cerio, el itrio y el neodimio son más abundantes.
Sin embargo, muchas veces, se extraen de otros procesos productivos que requieren usar mucha agua así como procesos químicos y físicos, los que los hace muy cotizados.
El problema de las tierras raras y sus alternativas
El principal productor de tierras raras es, hasta ahora, China, que tiene el monopolio de su producción en la actualidad. Sus minas en Baotou, donde se producía cerio -el principal ingrediente de estos motores-, obligaron a evacuar a sus 2.000 habitantes y su superficie se convirtió en un vertedero de desechos tóxicos y radioactivos. Fue bautizada como el peor lugar de la Tierra.
Y es que la extracción a cielo abierto de estos minerales provoca un serio impacto medioambiental: por los terrenos que se usan para extraer las tierras raras y porque algunos elementos van asociados a otros elementos radiactivos, como el torio y el uranio.
Ya en 2012, Toshiba desarrolló un imán de samario-cobalto, libre de disprosio (que es muy caro y escaso), y con alta concentración de hierro, para sustituir a los imanes de neodimio, utilizados en la fabricación de motores eléctricos. También Honda decidió iniciar un proceso de reciclado de tierras raras a gran escala.
Pero ha sido en 2017 cuando esta firma japonesa anunció el lanzamiento de un motor para vehículos híbridos que no requiere de estos minerales pesados. Se montó en el extraño Honda Freed. Y es que la escasez de estos metales y la incertidumbre en torno la política de exportaciones de China son los principales motivos de preocupación para los fabricantes.
Por su parte, Toyota RAV4 EV se lanzó al mercado en 2012 con el motor inductivo libre de tierras raras, nacido de una colaboración de Tesla, que también utiliza este tipo de motores.
BMW también anunció en 2018 que la quinta generación de su motor eléctrico no requerirá el uso de tierras raras.
