Europa quiere liderar el cambio global hacia la movilidad eléctrica, pero se enfrenta a un reto muy importante. Más allá del desafío que supone escalar la producción de baterías o mejorar las redes de infraestructura de carga rápida, el dominio casi absoluto que ejerce China sobre el suministro y refinado de las tierras raras crea un cuello de botella muy peligroso para los fabricantes.
La solución solo puede venir por dos lados: o buscar y explotar tierras raras en el continente, algo en lo que la UE no parece estar por la labor, o crear tecnologías que no necesiten elementos como el neodimio, el disprosio o el praseodimio. Y en ese campo, YASA, filial de Mercedes-Benz especializada en propulsores de flujo axial, ha iniciado el desarrollo de una nueva generación de motores eléctricos de alta densidad que prescinden por completo de estas materias primas críticas.
El problema de la dependencia de tierras raras en la electrificación europea
La mayoría de coches eléctricos e híbridos enchufables del mercado utilizan motores síncronos de imanes permanentes (PMSM). Estos imanes necesitan una cantidad importante de elementos pertenecientes al grupo de los lantánidos, lo que llamamos de forma habitual “tierras raras”, para mantener su magnetismo y rendimiento a elevadas temperaturas.
A día de hoy, China controla más del 70 % de la extracción global de estos minerales y supera el 90 % de la capacidad de procesado y refinado. Este liderazgo otorga al gigante asiático una posición de control sobre los costes de producción y la cadena de suministro de los fabricantes. Ante el riesgo de restricciones a la exportación o volatilidad en los precios de abastecimiento, la industria europea busca alternativas que garanticen la soberanía industrial sin comprometer la eficiencia o las prestaciones de los vehículos de nueva energía.
Innovación en materiales para prescindir de componentes críticos
Desarrollar soluciones sin tierras raras implica explorar alternativas dentro del campo del electromagnetismo. Una de las vías de investigación principal se centra en optimizar los motores síncronos de reluctancia asistida, que combinan imanes permanentes con motores de inducción, así como en el desarrollo de imanes basados en aleaciones de ferrita o hierro-nitrógeno mejoradas.
En estos esquemas, la fuerza motriz se genera aprovechando la geometría del rotor y la resistencia al flujo magnético, o mediante imanes que utilizan materiales abundantes y sintéticos de menor coste. La clave de la innovación que lleva a cabo la filial de Mercedes-Benz reside en contrarrestar el menor rendimiento magnético de los materiales no críticos mediante un diseño y un control de fase avanzados.
Gracias al concepto del flujo axial, que optimiza el recorrido del flujo magnético a través del núcleo del motor, es posible compensar el menor magnetismo residual de los materiales alternativos sin necesidad de incrementar en exceso la masa total del conjunto.
Impacto industrial y sostenibilidad en la cadena de suministro
El despliegue industrial de motores sin tierras raras va más allá del rendimiento mecánico; supone un avance decisivo en términos de sostenibilidad y geopolítica industrial. La extracción y el refinado de tierras raras conllevan procesos químicos intensivos de elevado impacto ambiental. Reducir o eliminar su uso disminuye la huella ecológica asociada al ciclo de vida del vehículo eléctrico.
Por otro lado, la producción local de sistemas de propulsión basados en materiales de fácil acceso en el mercado europeo permite a firmas como Mercedes-Benz blindar sus líneas de montaje ante posibles disrupciones logísticas. Esta estrategia de desvinculación frente al suministro de componentes críticos chinos se alinea con las directrices de la Ley de Materias Primas Críticas de la Unión Europea, que fija objetivos estrictos para el procesamiento y reciclaje local de componentes clave antes de final de la década.