Europa fabrica coches eléctricos de gran calidad, sin embargo, tiene problemas para triunfar en el mercado debido a los menores costes de sus competidores norteamericanos y asiáticos, por lo que se hace más necesaria que nunca la innovaciona la hora de fabricar a gran escala, usando materiales que logren motores con menor peso y volumen, y que ofrezcan mejores prestaciones.
Para ello, el camino pasa por optimizar el diseño y la reutilización de elementos críticos como las tierras raras procedentes de los imanes. En esta línea, la plataforma The Conversation ha publicado un extenso artículo en el que se refiere al proyecto HEFT, liderado por la Escuela Politécnica Superior de Mondragon Unibertsitatea, que trabaja en la generación de motores eléctricos reciclables.
Los autores del artículo destacan que han logrado disminuir de forma conjunta el consumo energético y el uso de materias críticas, incluyendo una reducida dependencia de tierras raras.
En la actualidad, los prototipos del proyecto HEFT se encuentran en fase de fabricación y montaje, y se calcula que estarán listos para su validación en el banco de ensayos en el último trimestre del 2025.
A la hora de abordar el proyecto, se han planteado diferentes rutas para reducir la dependencia de tierras raras, desarrollando imanes de cerio (Ce) que permiten disminuir la dependencia del neodimio (Nd), un material más crítico que el cerio.
El cerio es el más abundante de todos los materiales críticos, por lo que se puede decir que el riesgo de suministro es moderado y su precio, menor, frente a un riesgo alto del neodimio. Este mineral se obtiene de las minas a la vez que el neodimio, pero como este ofrece mejores prestaciones magnéticas, es más demandado y supone un mayor coste.
La ventaja es que el cerio puede ser considerado un subproducto derivado de la extracción de los elementos de tierras raras de mayor valor de mercado, como el neodimio, el disprosio y el terbio, por lo que su uso en imanes enriquecería aplicaciones de mayor valor añadido que ofrecen un beneficio adicional o diferencial a los usuarios, más allá de sus funciones básicas, reduciendo la necesidad del uso de neodimio.
Por este motivo, diferentes fabricantes, especialmente chinos, tienen ya en catálogo imanes con cerio que sustituye, en parte, al neodimio.
Generalmente, los diseños de los motores no facilitan que los imanes salgan intactos y puedan ser reutilizados tras magnetizarlos de nuevo, por lo que si el diseño no está preparado para recuperarlos, es muy probable que el imán se dañe al extraerlo, y la única posibilidad de reutilizar sus tierras raras sea convertirlo en polvo.
En el proyecto HEFT buscaban un diseño que permita optimizar las prestaciones del motor y facilitar la extracción de los imanes para su reutilización o reciclaje, y lo han conseguido fijando el imán en el rotor con adhesivo tipo epoxy, que al calentarse pierde sus propiedades y permite la extracción del imán.
Durante el diseño se han incorporado criterios como la reducción de las pérdidas de energía y los costes del motor, al tiempo que se ha realizado un estudio de mercado previo para establecer los principales requerimientos (par, potencia, tensión y velocidad máxima) de los motores eléctricos para los segmentos de vehículo A+B y C+D+E en la próxima década.
Así las cosas, los investigadores han cambiado el aluminio de las carcasas de los motores por plástico, lo que aligera su peso y le hace más compacto, utilizando un material fenólico, muy utilizado en la industria química, farmacéutica y clínica, con una huella de carbono inferior a la del aluminio.
De esta manera, la huella de carbono se reduce hasta el 82 % cuando se hace un análisis de ciclo de vida, desde la extracción de las materias primas hasta que está listo para enviar a fábrica para el montaje del vehículo. Ademásmás, los investigadores han conseguido refrigeraciones de aceite novedosas, mediante canales, junto a los imanes y en el centro del eje, por donde circula el aceite.
El resultado es que el motor HEFT para el segmento A+B consigue un 59.74 % de ahorro en peso, un 43 % de ahorro en volumen, un 60 % de ahorro en tierras raras y un 55,57 % de incremento de la fuerza que el motor puede mantener de manera constante sin sobrecalentarse o dañarse.
En el último trimestre del 2025 se fabricarán cuatro prototipos, dos de cada segmento de vehículo, todos ellos con imanes diferentes (cerio, imanes reciclados, imanes reusados, etc). A Europa le interesa un motor para vehículos eléctricos más eficiente y responsable con el uso de tierras raras, y este puede ser el mejor camino.
