En el Día del Inversor de marzo de 2023, Tesla anunció que su próxima generación de motores eléctricos no contendría materiales de tierras raras. Dada la enorme presencia de compañía de Elon Musk en el mercado de los vehículos eléctricos, esto podría suponer una transición significativa para el diseño y la sostenibilidad de los motores eléctricos.
Los primeros vehículos de Tesla, incluidos los Model S y X originales, utilizaban un motor de inducción, en el que se usa una jaula de cobre o aluminio en el rotor (la parte giratoria del motor). Con el lanzamiento del Model 3 en 2017, la firma adoptó el uso de un motor de imanes permanentes (PM) en el que se utilizan imanes potentes para generar un campo magnético en el rotor. Aunque mantuvo un motor de inducción para su unidad de propulsión secundaria (que proporciona impulsos de aceleración cuando es necesario), el cambio a un diseño PM permitió una mayor eficiencia y densidad de potencia. En 2022, un estudio de IDTechEx reveló que más del 80% del mercado de motores para vehículos eléctricos correspondía a motores PM.
El inconveniente de los motores de imanes permanentes son los materiales utilizados para fabricarlos, es decir, las tierras raras
El inconveniente de los motores PM son los materiales utilizados para fabricar los imanes, es decir, las tierras raras. Esta categoría incluye materiales como el neodimio y el disprosio, que tienen un coste elevado y una cadena de suministro limitada geográficamente. China representa la gran mayoría de la producción mundial, lo que históricamente ha provocado la volatilidad de los precios. En 2011, el país asiático restringió las exportaciones de tierras raras, lo que provocó una subida de precios del 750% y el 2000%, respectivamente, para el neodimio y el disprosio. Hacia finales de 2020, los precios empezaron a subir de nuevo y en 2022 el precio medio será aproximadamente 2,6 veces superior al de 2017.
Además de las preocupaciones por los costes, existen también inquietudes medioambientales. La minería de tierras raras puede producir aguas residuales que acidifican el suelo y las aguas subterráneas circundantes. Los residuos radiactivos y de metales pesados son otro subproducto potencial de la minería de tierras raras.
Audi y Mercedes han optado por motores de inducción, mientras que BMW y Renault han elegido una configuración de rotor bobinado
Algunos fabricantes, como Audi y Mercedes, han optado por motores de inducción para evitar los problemas de PM, mientras que BMW y Renault han elegido una configuración de rotor bobinado. Estos diseños suelen ser más pesados y menos eficientes en general, pero se han hecho grandes progresos para minimizar estos inconvenientes. Aunque Tesla ha sugerido que su nuevo motor no contendrá tierras raras, sigue siendo un motor PM.
Algunos fabricantes, como la propia firma americana, han ido reduciendo el contenido de tierras raras, sobre todo de las más pesadas, en los motores PM. Pero para que no contengan tierras raras se necesitan materiales magnéticos alternativos, como imanes de ferrita u otras aleaciones. Normalmente, estos materiales tienen un campo magnético mucho más débil, lo que hace que el motor tenga menos potencia.
Hay varias estrategias que Tesla podría haber adoptado para realizar esta transición. Lo más probable es que sea una combinación de desarrollos en aleaciones magnéticas para mejorar la intensidad de campo y el aumento del tamaño del motor para proporcionar rendimientos similares, aunque con un golpe en la densidad de potencia, ya que los conductores no lo notarán a menos que afecte al rendimiento o al espacio de carga.
No conoceremos los detalles exactos del nuevo diseño ni de los materiales utilizados hasta más adelante, pero será interesante ver si el resto del mercado de vehículos eléctricos sigue su ejemplo. Sólo el hecho de que Tesla abandone las tierras raras podría tener un impacto en la demanda global, pero si otros fabricantes de automóviles adoptan una estrategia similar, esto podría suponer un gran cambio en el mercado hacia una alternativa más sostenible y menos sensible al precio de los imanes de tierras raras.
