Startup patenta nueva tecnología «Clean Earth Magnet»: primer proceso de fabricación avanzado del mundo para la producción en masa de imanes permanentes sin tierras raras

Actualizado: 05/07/2024

Niron Magnetics, una innovadora startup de tecnología limpia basada en Minnesota, está liderando una revolución en la industria de motores y generadores con su desarrollo de los imanes «Clean Earth Magnet». Estos imanes, basados en la composición de nitruro de hierro y nitrógeno, presentan una alternativa sostenible y eficiente frente a los imanes tradicionales que dependen de tierras raras y otros materiales críticos. Con una inversión de capital de riesgo de 33 millones de dólares, Niron Magnetics busca expandir su producción y colaborar con importantes socios industriales para establecer una nueva norma en la fabricación de imanes permanentes.

La dependencia de la industria de imanes permanentes en materiales de tierras raras ha planteado serias preocupaciones ambientales y de sostenibilidad. Estos materiales, esenciales para la fabricación de motores eléctricos, generadores y una amplia gama de dispositivos electrónicos, son limitados y su extracción y procesamiento tienen un alto impacto ambiental. En este contexto, Niron Magnetics propone una solución innovadora que promete transformar el mercado.

Desarrollo

La Innovación de Niron Magnetics

La tecnología Clean Earth Magnet de Niron Magnetics representa un avance significativo en la fabricación de imanes permanentes. Al utilizar nitruro de hierro y nitrógeno, materiales ampliamente disponibles y ambientalmente benignos, estos imanes no solo reducen la dependencia en tierras raras, sino que también ofrecen una alta magnetización inherente. Este enfoque no solo es más sostenible, sino que también tiene el potencial de mejorar el rendimiento y la eficiencia de los dispositivos que los utilizan.

Potencial de Mercado y Aplicaciones

Con un enfoque inicial en aplicaciones como motores de vehículos utilitarios y generadores para turbinas eólicas, la tecnología tiene un amplio potencial de aplicación en la electrónica de consumo, transporte, audio, y más. La capacidad de Niron Magnetics para producir estos imanes a gran escala podría catalizar una transformación en varias industrias, ofreciendo una alternativa más limpia y eficiente.

Apoyo Financiero y Colaboraciones Estratégicas

Con una financiación de 33 millones de dólares, Niron Magnetics planea expandir sus instalaciones de producción piloto y acelerar sus esfuerzos de I+D para satisfacer la creciente demanda. La empresa ha atraído la atención de importantes inversores y socios industriales, incluyendo Samsung Ventures, Allison Transmission, Magna, la Comunidad Sioux de Shakopee Mdewakanton, la Universidad de Minnesota, GM Ventures, Stellantis Ventures, y el Fondo Tecnológico de Volvo Cars. Esta diversa gama de apoyo subraya la confianza en el potencial de la tecnología Clean Earth Magnet para revolucionar industrias.

La tecnología Clean Earth Magnet de Niron Magnetics se presenta como un importante paso adelante hacia una industria de imanes permanentes más sostenible y eficiente. Con el apoyo de significativos socios de inversión y un enfoque en la sostenibilidad, Niron Magnetics está bien posicionada para liderar una transformación en la fabricación y aplicación de imanes permanentes. La adopción generalizada de esta tecnología podría tener un impacto profundo en la reducción de la dependencia de materiales críticos y en la promoción de prácticas de producción más limpias y eficientes en diversas industrias.

Más información: Niron Magnetics

¿Qué son los imanes permanentes?

Los imanes permanentes son materiales que pueden mantener un campo magnético sin necesidad de una fuente de energía externa. A diferencia de los electroimanes, que requieren una corriente eléctrica para generar magnetismo, los imanes permanentes retienen su capacidad magnética de forma continua. Son fundamentales en una amplia gama de aplicaciones, desde motores eléctricos, generadores, altavoces, hasta dispositivos de almacenamiento de datos y sensores.

Características Principales

1. Magnetización Permanente: Poseen una magnetización inherente que les permite generar un campo magnético constante.
2. Materiales: Se fabrican a partir de aleaciones de metales como el hierro, níquel, cobalto y aleaciones de tierras raras como el neodimio, samario, entre otros.
3. Tipos Comunes: Los más conocidos incluyen imanes de ferrita (cerámicos), alnico (aleación de aluminio, níquel y cobalto) y los imanes de tierras raras (neodimio, samario-cobalto).
4. Aplicaciones Diversas: Se utilizan en una gran variedad de sectores industriales y de consumo, incluidos automóviles, electrónica, sistemas de energía renovable y productos de consumo diario.

Ventajas

• Eficiencia Energética: Al no requerir energía eléctrica para mantener su campo magnético, son ideales para aplicaciones donde la eficiencia energética es crucial.
• Durabilidad: Tienen una larga vida útil y pueden mantener sus propiedades magnéticas durante décadas bajo condiciones adecuadas.
• Versatilidad: Se pueden fabricar en diversas formas y tamaños para adaptarse a aplicaciones específicas.

Desafíos

• Sensibilidad a la Temperatura: Su capacidad magnética puede disminuir a altas temperaturas.
• Dependencia de Tierras Raras: Algunos de los imanes más potentes dependen de materiales de tierras raras, cuya extracción y disponibilidad están sujetas a restricciones geopolíticas y ambientales.

Aplicaciones de los imanes permanentes

Los imanes permanentes tienen una amplia gama de aplicaciones en diversos sectores debido a su capacidad de mantener un campo magnético sin necesidad de energía eléctrica externa. Aquí se describen algunas de sus aplicaciones más destacadas:

Electrónica de Consumo

• Altavoces y Auriculares: Utilizan imanes permanentes para convertir señales eléctricas en sonido.
• Dispositivos de Almacenamiento: Los discos duros utilizan imanes permanentes en los actuadores que mueven las cabezas de lectura/escritura.
• Motores de Vibración: Presentes en teléfonos móviles y dispositivos de juego para proporcionar retroalimentación háptica.

Automoción

• Motores Eléctricos: Los vehículos eléctricos utilizan imanes permanentes en sus motores para mejorar la eficiencia y el rendimiento.
• Sensores: Los imanes se usan en sensores automotrices para monitorear la velocidad y la posición de diferentes componentes.

Energía Renovable

• Generadores para Turbinas Eólicas: Los imanes permanentes son clave en la generación de electricidad a partir del viento, especialmente en diseños de generadores directos sin caja de engranajes.
• Paneles Solares: Los sistemas de seguimiento solar utilizan motores eléctricos con imanes permanentes para orientar los paneles hacia el sol.

Industria

• Máquinas Herramienta: Se aplican en motores eléctricos que impulsan herramientas y maquinaria industrial.
• Levantadores Magnéticos: Se usan para manipular y transportar materiales ferrosos sin necesidad de eslingas, ganchos o cadenas.

Salud

• Equipos de Imágenes Médicas: Los imanes permanentes juegan un papel crucial en máquinas de resonancia magnética (MRI) para generar campos magnéticos potentes necesarios para las imágenes.

Consumo Diario

• Cierres Magnéticos: En bolsos, joyería y accesorios, proporcionando una forma segura y fácil de abrir y cerrar estos objetos.
• Juguetes: Los imanes permiten a los juguetes adherirse entre sí o a otras superficies, fomentando la creatividad y el juego interactivo.

Investigación y Desarrollo

• Levitación Magnética: La investigación en levitación magnética y transporte, como los trenes maglev, se basa en imanes permanentes para reducir la fricción y aumentar la eficiencia.

Qué son las tierras raras

Las tierras raras son un grupo de 17 elementos químicos en la tabla periódica que incluyen los 15 lantánidos (del lantano (La) al lutecio (Lu)), junto con el escandio (Sc) y el itrio (Y). A pesar de su nombre, la mayoría de estas tierras raras no son tan raras; algunos son más abundantes en la corteza terrestre que el plomo o el oro. Sin embargo, lo que los hace «raros» es la dificultad de encontrarlos en concentraciones lo suficientemente altas como para hacer su extracción económicamente viable, así como los desafíos asociados con su separación de otros minerales.

Propiedades y Usos

Las tierras raras son conocidas por sus propiedades magnéticas, luminiscentes y catalíticas excepcionales, lo que las hace esenciales en una amplia gama de aplicaciones tecnológicas y en industrias de alta tecnología, incluyendo:

• Electrónica: Se utilizan en la fabricación de pantallas de smartphones, tablets y televisores, así como en discos duros y otras memorias electrónicas.
• Imanes Permanentes: El neodimio (Nd), el praseodimio (Pr) y el disprosio (Dy) son críticos para la producción de imanes de alto rendimiento utilizados en motores eléctricos de vehículos eléctricos, turbinas eólicas, y en varios dispositivos electrónicos.
• Catalizadores: El cerio (Ce) y el lantano (La) se usan como catalizadores en procesos químicos y en la refinación de petróleo, así como en los convertidores catalíticos de los automóviles para controlar las emisiones.
• Metalurgia y Aleaciones: Añadidos a otros metales para mejorar sus propiedades, como la resistencia a altas temperaturas y la capacidad de soportar la corrosión.
• Óptica y Láseres: Elementos como el erbio (Er) y el iterbio (Yb) se utilizan en equipos de fibra óptica y láseres debido a sus propiedades ópticas únicas.
• Tecnología Verde: Importantes para la fabricación de baterías de vehículos eléctricos y en la tecnología de lámparas de bajo consumo energético.

Desafíos

La extracción y procesamiento de tierras raras presentan desafíos ambientales significativos, incluyendo la radiación de residuos y la contaminación del agua y del suelo. Además, el mercado de tierras raras está dominado por unos pocos países, siendo China el mayor productor y exportador mundial, lo que plantea preocupaciones sobre la seguridad del suministro y la dependencia geopolítica.

En respuesta a estos desafíos, hay un interés creciente en el reciclaje de tierras raras de productos electrónicos desechados y en la búsqueda de alternativas menos dañinas y más abundantes para reducir la dependencia de estos materiales críticos.