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Imanes permanentes sin materias críticas

El ICCRAM participa en un proyecto para desarrollar nuevas familias de materiales que permitan eliminar las tierras raras o el cobalto / Colaborará con Japón y Estados Unidos, líderes mundiales en este campo. Por E. L.

E. L.
23/02/2016

 

Motores electrónicos, discos duros, motores de aerogeneradores, aparatos de resonancia magnética nuclear, vehículos eléctricos, generadores de energía eléctrica, microturbinas, dinamos para las bicicletas o auriculares de música. ¿Qué tienen en común? La respuesta puede parecer complicada, pero no lo es. Los vínculos son las materias primas críticas como base de su tecnología.
Están formados por neodimio, cobalto y algunas de las tierras raras (especialmente disprosio, samario, gadolinio o cerio) que le confieren sus propiedades especiales. Entonces, ¿cuál es el problema? Estos materiales solo se producen en ciertos países como China, lo que implica una dependencia política y restricciones en su abastecimiento, así como precios volátiles, lo que en ocasiones pone en peligro la industria europea de alta tecnología, y por tanto la sociedad y los puestos de trabajo.
Para poner remedio a esta situación, la Unión Europea se ha puesto manos a la obra y ha pedido la constitución competitiva de grupos de expertos que conformen grupos de acción que van a ser la mano derecha de la Comisión en el desarrollo de nuevas tecnologías, que sustituyan la dependencia actual de la sociedad e industria de estos materiales esenciales.
Ahí entra en juego el Centro Internacional de Investigación sobre Materias Primas Críticas para Tecnologías Industriales Avanzadas (ICCRAM) de la Universidad de Burgos, que participará en Novamag, un proyecto que sumará 15 socios internacionales, y estará coordinado por el Centro Vasco de Materiales. Con un coste de 7,1 millones de euros, buscará soluciones avanzadas para canalizar la búsqueda y diseño de materiales que sirviesen para sustituir a otros que empleasen o contuviesen materias primas críticas, en aplicaciones y tecnologías avanzadas.
El ICCRAM jugará un «papel clave», realizando un cribado masivo computacional para explorar y descubrir nuevos materiales con magnetización permanente, indica Santiago Cuesta, director del centro burgalés. La iniciativa, además, colaborará intensamente con Japón y Estados Unidos, líderes mundiales en el campo de los imanes permanentes.
Los logros que se esperan son dobles. Por un lado, adquirir conocimientos sobre la estabilización de fases uniaxiales y la microestructura de las aleaciones usadas en imanes permanentes. Por otro, desarrollar, optimizar y validar imanes permanentes de materias primas críticas que superen la dependencia tecnológica, especialmente de tierras raras, sobre terceros países. «Su futura implementación en el mercado tendrá beneficios estratégicos para la nueva tecnología ecoinnovadora europea y mejorará la competitividad de los fabricantes de la UE», sostiene.
El centro burgalés también será el responsable de comprobar que todos los nanomateriales teorizados y posteriormente sintetizados, no constituyen un riesgo para el medio ambiente o la salud.
No se quedarán solo ahí. Quieren potenciar el descubrimiento de una nueva generación de materiales con alta dureza y resistencia, con propiedad de autosanación contra la corrosión inducida por radiación, o con excelentes propiedades termodinámicas para el almacenamiento de energía.
La innovación viene de la mano, destaca el director del ICCRAM, al combinar no solo cálculos atómicos, sino un conjunto de herramientas de modelización acopladas en diferentes escalas que seleccionen y descubran nuevos materiales magnéticos. «Estos materiales serán los primeros imanes permanentes que no posean materias críticas para su composición manteniendo un nivel de eficiencia óptimo», afirma.
El procesado experimental y la caracterización de las fases y los compuestos seleccionados dará como resultado un primer prototipo que demuestre la viabilidad futura de los imanes permanentes de alta energía libres de materias primas críticas.
No son los únicos del mercado que trabajan en este campo, pero sí que son los únicos en armar «un puzle» de estas características. «Somos únicos en montar una estrategia de búsqueda que combine todas y cada una de las herramientas de modelización de materiales que hemos puesto a disposición de Novamag», destaca el director del centro burgalés.
Además de la «eficiente» combinación de herramientas teóricas, el proyecto involucra expertos en magnetismo, así como especialistas y técnicas de síntesis únicas. «Las principales empresas del sector se encargarán de que el diseño del prototipo usando el nuevo material descubierto encaje con los requerimientos técnicos de producto para una comercialización fluida y factible en un corto espacio de tiempo».
El proyecto comenzará en abril y tendrá una duración de 42 meses. Junto a Novamag, el Centro Internacional de Investigación sobre Materias Primas Críticas para Tecnologías Industriales Avanzadas de la UBU –que recibirá 500.000 euros por la iniciativa– tiene como retos el desarrollo de nanoestructuras de ADN multifuncionales, nanofibras capaces de acelerar la regeneración de tejidos, nuevos supermateriales que se autoreparen para tecnología espacial o sistemas de criopreservación de células.

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