La mayoría de los motores empleados en los coches eléctricos son síncronos puesto que implican una solución tecnológica que maximiza la eficiencia y reduce el impacto ambiental. Históricamente, los motores asíncronos han sido una opción utilizada en la industria, pero hoy en día su presencia en vehículos eléctricos es menor.
Dentro de la familia de los motores síncronos, se destacan dos tipologías fundamentales: los motores de imanes permanentes y los motores de rotor bobinado o de excitación externa. Aunque ambos comparten principios básicos de operación, existen diferencias clave que afectan su eficiencia y coste.
Motores síncronos e imanes permanentes de tierras raras
Los motores síncronos de imanes permanentes han ganado una gran aceptación en la industria debido a su simplicidad técnica y su alto rendimiento. Aprovechan imanes que, por su naturaleza, mantienen un campo magnético constante sin necesidad de sistemas adicionales de alimentación en el rotor lo que se traduce en una eficiencia energética superior para prolongar la autonomía de la batería. Además, su diseño menos complejo facilita la fabricación y reduce posibles puntos de fallo, lo que beneficia tanto a los fabricantes como a los usuarios.
Muchos de los imanes utilizados en la fabricación de estos motores eléctricos se elaboran a partir de elementos derivados de tierras raras lo que implica un elevado coste, un impacto ambiental considerable, y complicaciones en su reciclaje al final de su vida útil.
Ante esta problemática, la industria se enfrenta al reto de desarrollar motores eléctricos que mantengan un alto rendimiento energético sin depender de las tierras raras. Esta transformación es esencial para lograr una movilidad sostenible y reducir la huella ecológica del sector.
El caso de Green Silence Group
Un ejemplo es el proyecto liderado por el consorcio italiano Green Silence Group. Este grupo, conformado por las empresas Settima Meccanica, Motive y Spin, está apostando por la creación de motores eléctricos que no requieran el uso de tierras raras ni de imanes permanentes. La propuesta de Green Silence Group se centra en el desarrollo de motores síncronos de nueva generación que, además de ser altamente eficientes, son totalmente reciclables y presentan un coste de producción reducido.
Alessandro Tasi, CEO de Spin, explica que la verdadera innovación se basa en el diseño del rotor del motor. En el motor Spinrel, en lugar de emplear imanes permanentes, se aprovecha la alternancia entre hierro-silicio y aire, utilizando el principio de la reluctancia.
A diferencia de los motores eléctricos convencionales, esta tecnología elimina la necesidad de los imanes permanentes ya que el rotor está hecho de un material electromagnético. La reluctancia se define como la resistencia que ofrece un material al paso del flujo magnético cuando se ve influenciado por un campo magnético.
Si bien existen motores síncronos sin imanes, estos requieren excitación externa para generar los campos magnéticos necesarios, lo que implica enviar energía directamente al rotor. Sin embargo, en el caso de los motores de reluctancia la energía se dirige a los devanados del estator, eliminando la necesidad de energizar partes móviles en el rotor. Este planteamiento simplifica notablemente el diseño mecánico, ya que reduce el número de componentes móviles y, por tanto, la posibilidad de desgaste o fallo.
Este método permite optimizar la forma del rotor y sus barreras, consiguiendo un rendimiento energético que, según la compañía, es superior y constante en comparación con los motores actuales.
La innovación de Green Silence Group no solo representa una solución para reducir la dependencia de materiales críticos, sino que también abre un abanico de posibilidades en cuanto a aplicaciones. Los nuevos motores tienen el potencial de ser utilizados en una amplia variedad de sectores. Por ejemplo, pueden ser empleados en vehículos industriales y comerciales, maquinaria agrícola, excavadoras, montacargas e incluso en robots humanoides diseñados para operar de forma ultra silenciosa.
Esta versatilidad no es fortuita. Al eliminar el uso de tierras raras, se consigue abaratar los costes de producción, lo que a su vez favorece una mayor adopción de la tecnología en distintos ámbitos. Además, el proceso de reciclaje resulta más sencillo, lo que contribuye a un ciclo de vida del producto más respetuoso con el medio ambiente. Todo esto se traduce en un avance significativo hacia una movilidad eléctrica más sostenible y accesible para todos.