Proyecto europeo desarrolla aleaciones amorfas con 70–80% de hierro que reducen pérdidas magnéticas en motores eléctricos.
- Motores eléctricos más eficientes gracias a nuevos materiales amorfos.
- Menos pérdidas de energía durante la magnetización del motor.
- Vidrios metálicos con 70–80 % de hierro, diseñados para reducir calor.
- Fabricación mediante impresión 3D metálica de alta precisión.
- Proyecto europeo Horizon Europe con financiación de 3,5 millones de euros.
- Aplicaciones directas en drones, bicicletas eléctricas y dispositivos electrónicos.
- Menor dependencia de metales críticos como el cobalto.
- Motores más pequeños, ligeros y eficientes para la electrificación del transporte.
Más potencia, menos calor: cómo los vidrios metálicos están haciendo más eficientes los motores eléctricos
Los motores eléctricos están por todas partes. Desde el cepillo de dientes eléctrico hasta un dron de reparto o una bicicleta eléctrica. Son el corazón silencioso de la electrificación moderna. Pero incluso estas máquinas, consideradas mucho más eficientes que los motores de combustión, siguen desperdiciando parte de la energía que consumen.
En muchos casos esa energía se pierde en forma de calor. Y aunque pueda parecer un detalle menor, a escala global representa un enorme despilfarro energético.
Un equipo de investigadores de la Universidad del Sarre (Saarland University), en Alemania, está explorando una forma de reducir estas pérdidas mediante el uso de vidrios metálicos, un tipo de aleación con estructura amorfa capaz de mejorar significativamente el comportamiento magnético de los motores.
El proyecto, financiado por la Unión Europea dentro del programa Horizon Europe, reúne a centros de investigación y empresas de varios países para estudiar cómo fabricar componentes de motores eléctricos con estos materiales avanzados mediante impresión 3D metálica.
El objetivo es sencillo de explicar, pero complejo de lograr: motores que consuman menos energía y generen menos calor.
El problema oculto de los motores eléctricos
Cuando un motor eléctrico funciona, convierte electricidad en movimiento gracias a un campo magnético en constante cambio. El rotor gira dentro del estator, generando un campo magnético alterno cuya intensidad y dirección cambian continuamente.
Cada vez que ese campo se invierte, los pequeños dominios magnéticos del material —como diminutos imanes microscópicos— deben reorientarse.
Ese proceso no es perfecto.
En los metales convencionales, cuya estructura interna está organizada en cristales microscópicos, esta reorientación genera fricción interna. Parte de la energía se pierde durante ese proceso, fenómeno conocido como pérdida por histéresis o iron loss.
Cuanto más rápido gira el motor, mayor es la pérdida. Y en motores pequeños —como los utilizados en drones o patinetes eléctricos— el problema es aún más acusado.
Reducir esas pérdidas es una prioridad para la ingeniería eléctrica moderna. No solo por eficiencia energética, sino también por razones térmicas: menos pérdidas significan menos calor y una vida útil más larga para los dispositivos.
Vidrios metálicos: materiales sin cristal
Aquí es donde entran en juego los vidrios metálicos.
A pesar de su nombre, no son frágiles ni se parecen al vidrio común. En realidad, se trata de aleaciones metálicas extremadamente resistentes, cuya estructura atómica no forma cristales ordenados.
Los átomos se organizan de manera desordenada, similar a cómo ocurre en el vidrio.
Esta ausencia de red cristalina cambia por completo el comportamiento del material. Los dominios magnéticos pueden reorganizarse con mayor facilidad cuando cambia el campo magnético.
El resultado: muchísima menos energía perdida en forma de calor.
En otras palabras, el material permite que el motor haga su trabajo con menos resistencia interna.
Los investigadores del grupo del profesor Ralf Busch han desarrollado nuevas aleaciones amorfas con entre un 70 % y un 80 % de hierro, optimizadas para aplicaciones magnéticas.
Un detalle importante: estas aleaciones evitan el uso de elementos críticos como el cobalto, cuya extracción tiene impactos ambientales significativos y cuya cadena de suministro es vulnerable a tensiones geopolíticas.
Fabricar motores con impresión 3D metálica
Pero diseñar un nuevo material es solo la mitad del desafío. El siguiente paso consiste en fabricar componentes reales de motores con él.
Para ello, el equipo utiliza una técnica de fabricación aditiva conocida como Laser Powder Bed Fusion (L-PBF).
El proceso funciona así: un láser funde polvo metálico capa a capa, creando piezas tridimensionales con una precisión extraordinaria. Cada capa tiene aproximadamente 50 micrómetros de grosor.
La clave está en controlar cuidadosamente el enfriamiento del metal fundido. Si el enfriamiento es demasiado lento, el material forma cristales y pierde sus propiedades amorfas. Si es demasiado rápido, pueden aparecer defectos estructurales.
Con el equilibrio adecuado, el material queda “congelado” en su estado amorfo.
El resultado son componentes completamente amorfos, sin cristales que interfieran en su comportamiento magnético.
Además, esta tecnología permite crear geometrías complejas imposibles de fabricar mediante métodos tradicionales.
Encontrar la aleación correcta: un reto científico enorme
Diseñar estas aleaciones no fue sencillo.
Cada material debía cumplir varias condiciones al mismo tiempo:
formar una estructura vítrea, tener buenas propiedades magnéticas, resistir la cristalización y ser compatible con la impresión 3D.
Los investigadores evaluaron cientos de composiciones distintas.
En una aleación compuesta por cinco elementos, el número de combinaciones posibles es enorme. Los científicos lo describen como una búsqueda en un espacio composicional de cinco dimensiones.
Durante años, muchos ensayos terminaban en fracaso. El material cristalizaba, perdía propiedades o no podía imprimirse correctamente.
El avance llegó hace poco más de un año, cuando el equipo identificó tres aleaciones capaces de mantener su estructura amorfa incluso durante la fabricación aditiva.
Ese descubrimiento ha abierto la puerta a fabricar componentes magnéticos completos para motores eléctricos basados en vidrio metálico.
Un consorcio europeo para acelerar la tecnología
El proyecto AM2SoftMag (Additive Manufacturing of Amorphous Metals for Soft Magnetics) ha recibido 3,5 millones de euros de financiación del Consejo Europeo de Innovación (EIC) dentro del programa Horizon Europe.
El consorcio reúne a especialistas de varios países.
La empresa Heraeus AMLOY Technologies, en Alemania, se encarga de imprimir los componentes metálicos. El equipo de IMDEA Materials, en Madrid, liderado por la investigadora Teresa Pérez Prado, aporta su experiencia en fabricación aditiva de metales.
También participan el Instituto Nacional de Investigación Metrológica (INRIM) en Turín, especializado en caracterización magnética de materiales, y la empresa AMAZEMET en Polonia, experta en producción de polvos metálicos.
El proyecto se desarrolla entre 2022 y febrero de 2026, y busca demostrar que esta tecnología puede trasladarse del laboratorio a la industria.
Potencial
Si esta tecnología logra escalarse a nivel industrial, sus aplicaciones podrían ser muy amplias.
Por ejemplo, drones con mayor autonomía para monitorizar bosques, agricultura o infraestructuras energéticas. Motores más eficientes en bicicletas eléctricas o scooters urbanos, ampliando su alcance con la misma batería.
También podría beneficiar a electrodomésticos y sistemas industriales, donde miles de motores funcionan durante horas cada día.
Otra ventaja interesante es la compatibilidad con la fabricación aditiva. La impresión 3D metálica permite producir piezas bajo demanda, reduciendo desperdicios de material y acortando cadenas de suministro.
Además, al evitar metales críticos como el cobalto, estas aleaciones podrían reducir la presión ambiental y social asociada a la minería de ciertos minerales estratégicos.
Todavía quedan retos técnicos: mejorar los procesos de fabricación, reducir costes y demostrar la durabilidad de estos materiales en condiciones reales.
Pero la dirección está clara.
A veces, avanzar hacia un sistema energético más sostenible no requiere reinventar toda la tecnología. A veces basta con mejorar los materiales que ya usamos.
Y en algo tan omnipresente como un motor eléctrico, eso puede marcar una diferencia enorme.
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