IMDEA Nanociencia proyecta los imanes ecológicos del futuro

Discos duros, teléfonos móviles, motores, altavoces, lavadoras, ascensores, turbinas de energía eólica o placas solares… Por dispares que puedan parecer, todos ellos tienen algo en común: un imán permanente.

Para hacernos una idea, un coche contiene más de 200 de estos imanes permanentes, mientras que una turbina eólica de potencia media puede llegar a alcanzar las 3,5 toneladas de estos imanes. En particular, el rápido crecimiento experimentado en las tecnologías renovables y los vehículos eléctricos ha aumentado la demanda de estos imanes.

Estos imanes deben cumplir dos importantes requisitos: generar un elevado campo magnético y un volumen reducido. Estas dos características permiten, además, disminuir el tamaño de los dispositivos que utilizan imanes permanentes.

Sin embargo, estos requisitos los cumplen en la actualidad un número muy limitado de imanes permanentes. Sólo los que contienen elementos denominados ‘tierras raras’, como el neodimio y disprosio, en particular, o el samario cuando se trata de aplicaciones que requieren elevadas temperaturas de operación. Además la extracción y explotación es muy agresiva con el medio ambiente y las comunidades cercanas a las minas desde las que son extraídos.

Occidente no dispone de los recursos naturales necesarios para producir estos imanes. China es uno de los mayores productores, una situación que obliga a importar elementos cuyo precio está sometido a variaciones bruscas debido al monopolio que la potencia asiática ejerce. En la actualidad concentra el 95% de las exportaciones mundiales.

Una peligrosa situación que en 2012 dio lugar a lo que se conoce como la “crisis de las tierras raras”, cuando el gigante asiático elevó los impuestos de exportación. Pese a todo gran parte de la tecnología que utilizamos depende de estas tierras raras, por lo que su uso se ha incrementado entre el 8 y el 10 por ciento anual debido al desarrollo de nuevas tecnologías.

De ahí que un objetivo prioritario sea el desarrollo y producción industrial de nuevos imanes permanentes libres de estas tierras raras, más ecológicos y sostenibles, como alternativa a los comúnmente empleados. Y la unión entre ciencia e industria es la vía más acertada para lograr tan ambicioso objetivo, del que dependen cuestiones tan importantes como los sistemas de defensa nacionales.

El líder mundial en la fabricación de estos imanes, Höganäs AB, ha buscado la ayuda del Instituto Madrileño de Estudios Avanzados en Nanociencia (IMDEA Nanociencia) para el desarrollo y producción industrial de nuevos imanes permanentes libres de tierras raras, como alternativa a los comúnmente empleados.

El Grupo de Imanes Permanentes y Aplicaciones de IMDEA Nanociencia investiga, entre las diversas alternativas posibles, el uso de ferritas mejoradas para aplicaciones tecnológicas de gama media. Y desde 2015, el desarrollo de una nueva generación de imanes permanentes basados en manganeso y aluminio, elementos muy abundantes en la corteza terrestre y con multitud de yacimientos en Europa.

Estos últimos imanes presentan un potencial, cada vez más cerca de alcanzarse, basado en un excelente rango de propiedades magnéticas y mecánicas, que en la actualidad está copado en su totalidad por los controvertidos y más caros imanes permanentes de tierras raras.

Además, el grupo de investigación de IMDEA cubre aspectos de reciclaje que garanticen la sostenibilidad industrial. En definitiva, los imanes del futuro, ecológicos y sostenibles, para dar soporte a una sociedad cada vez más tecnologizada como la actual.

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