Energetica 213 enero febrero 2022

Imanes permanentes de NdFeB: elementos claves para la electromovilidad del futuro En los últimos años ha estado en boca de todos la palabra electromovilidad. Básicamente se refiere a un medio de trasporte que utiliza como sistema de impulso o tracción energía eléctrica. Es un sector en auge, que ha llegado para quedarse sin lugar a duda, y que requiere la atención de todos los actores que están presentes en la cadena de valor. Uno de los elementos críticos de la electromovilidad es el imán permanente, principalmente de NdFeB, ya que estos materiales son los que permiten generar la rotación del motor eléctrico de un sistema de transporte cualquiera. KENNY L. ALVAREZ CO-FOUNDER & CEO, ECOMAGNET L amentablemente, la producción de imanes de NdFeB está gobernada en su mayoría por China, lo que genera una gran incertidumbre y preocupación por el suministro de estos componentes. Los imanes son materiales magnéticos que tienen la característica de magnetizarse cuando se exponen a un campo magnético externo, es decir, retienen una parte de este campo magnético de manera “permanen- te”. Por este motivo, cuando se habla de un imán permanente, se hace referencia a un imán que posee un campo magnético residual, o está magnetizado permanente- mente. Esta capacidad se puede cuantificar mediante una variable denominada rema- nencia, conocida normalmente como Br. En el mercado existen 4 tipos de imanes: ferri- tas, AlNiCo (aluminio-níquel-cobalto), SmCo (samario-cobalto) y NdFeB (neodimio-hie- rro-boro). De estos 4 tipos, los imanes de NdFeB son los más potentes del mercado y los que más se fabrican. En 2019, el 65% de los imanes producidos en el mundo fueron imanes de NdFeB. En cuanto a sus aplica- ciones, los imanes pueden encontrarse en innumerables sistemas y dispositivos como, por ejemplo, aparatos electrónicos, electro- domésticos, automóviles, sistemas de refri- geración, turbinas eólicas, tren de potencia (EVs), etc. Tierras raras, no tan raras, pero escasas, costosas y contaminantes Un imán de NdFeB está compuesto por apro- ximadamente un 30-35% de tierras raras. Las tierras raras son elementos que se encuen- tran en la naturaleza en forma de mineral, en concentraciones entre 1-7%. Las tierras raras más utilizadas en imanes de NdFeB son el neodimio (Nb, entre un 25-30%), praseodi- mio (Pr, entre un 1-5%), disprosio (Dy, entre un 1-10%), terbio (Tb, entre un 1-5%), entre otras. En la última década, las tierras raras se han convertido en materiales muy precia- dos. Tanto así que la comunidad europea las ha incluido en su listado de materias primas fundamentales. Esto se debe a una serie de factores relacionados con su producción y comercialización, siendo los más destaca- dos los siguientes: 1. Dependencia de China. China posee los yacimientos más grandes del mundo de tierras raras; en 2019 China extrajo el 60% y procesó el 87% de las tierras raras a nivel mundial. 2. Volatilidad de los precios. Debido a este dominio por parte de China, el precio de adquisición de estos materiales es muy volátil. A finales del 2010, por ejemplo, el precio del neodimio comenzó a au- mentar gradualmente, alcanzando un máximo histórico a mediados de 2011, equivalente a un aumento de aproxima- damente un 800%. 3. Impactomedioambiental. Como las con- centraciones son bastante bajas, para extraer un kilo de material se requiere mover y procesar una gran cantidad de minerales desde los yacimientos. Ade- más, el proceso de refinación genera importantes cantidades de materiales contaminantes, que terminan en el aire y agua, como CO 2 , material particulado, elementos radioactivos como uranio y torio, metales pesados, entre otros. Las tierras raras son también utilizadas como elementos aleantes en otros materia- les, pero un gran porcentaje terminan den- tro de un imán permanente; en 2020 el 30% del total de tierras raras producidas a nivel mundial fueron utilizadas para la fabricación de imanes, y se espera que este porcentaje aumente hasta el 36% en 2030. Imanes permanentes de NdFeB en la electromovilidad Desde ya hace unos años que el mundo está experimentando un periodo de transición energética, un periodo de cambio, cambio en la generación de energía, cambio en la manera de transportarse, etc. En este contex- to, la implementación de la electromovilidad va a ser una de las acciones claves. Cuando se habla de electromovilidad, las palabras más comunes son coches eléctricos, patine- tes eléctricos, bicicletas eléctricas, etc. Cada uno de estos medios de transporte tienen una cosa en común: todos, o la gran mayo- ría, poseen imanes permanentes de NdFeB en sus motores eléctricos de tracción. El funcionamiento básico de un motor eléctrico consiste en aplicar una corriente (alterna o continua) a un embobinado que se encuentra en la carcasa del motor (más conocida como estator). Esta corriente eléc- trica permite, siguiendo la ley de Faraday, generar un campo magnético, el cual inte- 44 ENERGÉTICA XXI · 213 · ENE/FEB 22