Nissan y las tierras raras: menos disprosio, motores sin imanes y reciclaje de alto rendimiento
Nissan aplica un enfoque modular que combina la reducción de materiales críticos, el cambio de arquitectura del motor y el reciclaje al final de la vida útil.
Nissan y las tierras raras: menos disprosio, motores sin imanes y reciclaje de alto rendimiento
NissanEl avance de la electrificación automotriz enfrenta un desafío técnico y logístico en la cadena de suministro: la dependencia de las tierras raras pesadas. Estos 17 elementos químicos (necesarios para garantizar la estabilidad térmica de los imanes permanentes en motores de tracción) presentan un alto costo de extracción y una producción concentrada globalmente.
Para mitigar esta vulnerabilidad, Nissan implementa un abordaje integral basado en tres ejes tecnológicos: optimización del uso de disprosio en imanes permanentes, adopción de motores de rotor excitado sin imanes y reciclaje eficiente de componentes al final de su ciclo operativo.
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Optimización del disprosio mediante difusión en borde de grano
Los imanes de neodimio-hierro-boro (NdFeB) requieren de elementos como el disprosio para mantener la coercitividad y evitar la desmagnetización a temperaturas superiores a los 120 °C.
Innovación técnica: Mediante el proceso de difusión en borde de grano (grain boundary diffusion), Nissan concentra el disprosio en los límites del cristalino del imán en lugar de distribuirlo por todo el volumen.
Evolución: Presentado en el Nissan LEAF en 2012 con un 40% menos de disprosio, el desarrollo alcanzó en 2020 una reducción del 85% de tierras raras pesadas en el Note e-POWER respecto a los estándares de 2010.
Modularización X-in-1: La nueva generación de propulsores integrados reduce la presencia de tierras raras pesadas a un 1% o menos del peso total del imán.
Motores síncronos de excitación eléctrica (EESM)
En modelos de mayor tamaño como el Nissan Ariya, la compañía reemplazó la arquitectura de imanes permanentes interiores (IPM) por un motor síncrono de excitación eléctrica (EESM).
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Principios de funcionamiento: El rotor prescinde de imanes fijos e incorpora un electroimán alimentado por una bobina, generando un campo magnético regulable mediante corriente.
Ventajas operativas: Elimina por completo la necesidad de tierras raras en el rotor y permite gestionar de forma independiente las corrientes del estator y del rotor para optimizar la eficiencia y disminuir ruidos y vibraciones.
Reciclaje pirometalúrgico y recuperación de componentes
En el marco del plan Nissan Green Program 2030, la firma desarrolló junto a la Universidad de Waseda un método de reciclaje de alta temperatura para recuperar materiales clave sin necesidad de un desarmado manual complejo.
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Proceso: Los motores desestimados se funden a más de 1.400 °C con material carburizante, arrabio, óxido de hierro y fundentes de borato.
Rendimiento: Las tierras raras quedan separadas en la escoria superior del fundido, logrando una tasa de recuperación del 98% y reduciendo a la mitad los tiempos de procesamiento en comparación con las metodologías tradicionales.