El proyecto FUNMAG del Instituto Fraunhofer IWKS (especializado en recursos y reciclaje de materiales) pretende demostrar la viabilidad económica y técnica del reciclaje de los imanes de los motores eléctricos a gran escala. Financiado por el estado alemán a través de la agencia Hessen Agentur, el equipo de Fraunhofer está trabajando en demostrar que los motores eléctricos con imanes reciclados pueden ofrecer el mismo rendimiento que los que cuentan con imanes nuevos.
Los imanes permanentes son actualmente imprescindibles para los motores eléctricos síncronos de los vehículos eléctricos. Incrustados en su rotor proporcionan un flujo magnético cuando se magnetizan con otro campo no perdiendo sus propiedades una vez que cesa la causa que provoca el magnetismo. Gracias a ellos, no se necesitan excitación externa, ni escobillas, para generar el campo magnético en el rotor y hacerlo girar cuando se expone al campo generado externamente en el estátor, lo que los hace más compactos y sencillos.
Tras su generalización industrial en la década de 1990, han incrementado su demanda por parte de la industria de la automoción hasta que en 2018, los fabricantes optaron, en el 93% de los casos, por dotar a sus coches eléctricos con motores de imanes permanentes. Son escasos, caros y difíciles de reciclar y, hoy en día, aunque existen otras alternativas, los dos mayores productores de tierras raras del mundo son China y Estados Unidos.
Según el instituto Fraunhofer, a pesar de lo costosos que son y la dificultad que conlleva su producción, los imanes generalmente terminan en un depósito de chatarra al final de su vida útil, donde se funden junto con el resto del acero. Sin embargo, actualmente existen métodos ya probados para reciclar estos imanes. Con el proyecto FUNMAG ("Reciclaje magnético funcional para la movilidad eléctrica sostenible"), el equipo de científicos se propuso cerrar la brecha entre la teoría y la práctica.
Para realizar sus experimentos, el equipo adquirió una bicicleta eléctrica, un scooter eléctrico y un hoverboard. Su intención era analizar las características de los motores eléctricos de cada uno de estos vehículos con el objetivo de determinar las especificaciones reales y compararlas con las de los motores eléctricos con imanes reciclados, explica el director del proyecto Konrad Opelt.
Para el estudio era fundamental partir de casos realistas. Si se separan los imanes de los motores que se han desechado el resultado será generalmente una mezcla de varios imanes, cuyas características precisas son indefinidas, continúa explicando Opelt. "Por lo tanto, nuestro objetivo era mostrar que el proceso de reciclaje también puede hacer frente a materiales de base indefinidos, con estas incógnitas en el proceso. Y nadie ha hecho esto antes que nosotros".
Con el reciclaje, y en comparación con los procesos de producción de un imán nuevo, algunos pasos pueden ser omitidos. La fusión del material de partida a unos 1.400 grados no es necesaria, y puede omitirse en el caso de los imanes reciclados. También aliviaría la carga dañina para el medio ambiente que supone la extracción de las materias primas para el medio ambiente.
Los viejos imanes se ponen en contacto con una atmósfera de hidrógeno y luego pasan por los pasos habituales del proceso de fabricación. Según Fraunhofer, en el proceso de reciclaje se podrían procesar simultáneamente miles de imanes en el proceso de reciclaje. El rendimiento de los imanes reciclados se puede determinar en el producto terminado o incluso en la etapa de polvo anterior.
Actualmente, los científicos de Fraunhofer están trabajando para optimizar el proceso de reciclaje. Opelt confía en que los imanes reciclados pronto se puedan usar en motores eléctricos. De sus investigaciones se derivará una cartera de propiedades que proporcionará a los futuros usuarios recomendaciones sobre cómo se puede modificar el proceso de reciclaje de tal manera que se logren las propiedades deseadas para los imanes, dependiendo de la composición inicial.