Joven de 17 años diseña un motor sin tierras raras que podría transformar el sector de los coches eléctricos

Robert Sansone podría allanar el camino para la fabricación sostenible de vehículos eléctricos que no requieran imanes de tierras raras.

Robert Sansone ya ha desarrollado 60 proyectos de ingeniería en su tiempo libre. Y sólo tiene 17 años.

Hace un par de años, Sansone vio un vídeo sobre las ventajas e inconvenientes de los coches eléctricos. El vídeo explicaba que la mayoría de los motores de los coches eléctricos requieren imanes fabricados con elementos de tierras raras, cuya extracción puede resultar costosa, tanto desde el punto de vista económico como medioambiental. Los materiales de tierras raras necesarios pueden costar cientos de dólares por kg. En comparación, el cobre vale 7,83 dólares por kg.

El estudiante de secundaria había oído hablar de un tipo de motor eléctrico, el motor síncrono de reluctancia, que no utiliza estos materiales de tierras raras. Este tipo de motor se utiliza actualmente para bombas y ventiladores, pero no es lo suficientemente potente por sí mismo para ser utilizado en un vehículo eléctrico. Así que Sansone empezó a pensar en formas de mejorar su rendimiento.

A lo largo de un año, Sansone creó un prototipo de un novedoso motor síncrono de reluctancia con mayor fuerza de rotación o par, y eficiencia que los existentes. El prototipo se fabricó con plástico impreso en 3D, hilos de cobre y un rotor de acero, y se probó utilizando diversos medidores para medir la potencia y un tacómetro láser para determinar la velocidad de rotación del motor. Su trabajo le valió el primer premio, y 75.000 dólares, en la Feria Internacional de Ciencia e Ingeniería (ISEF) de Regeneron de este año, la mayor competición internacional de STEM para escuelas secundarias.

Los motores de imanes permanentes, menos sostenibles, utilizan materiales como el neodimio, el samario y el disprosio, muy demandados porque se utilizan en muchos productos diferentes, como auriculares y audífonos.

Los motores de reluctancia síncrona no utilizan imanes. En su lugar, un rotor de acero con huecos de aire se alinea con el campo magnético giratorio. La reluctancia, o el magnetismo de un material, es la clave de este proceso.

En lugar de utilizar cámaras de aire, Sansone pensó que podía incorporar otro campo magnético al motor. Esto aumentaría esta relación de saliencia y, a su vez, produciría más par. Su diseño tiene otros componentes, pero no puede revelar más detalles porque espera patentar la tecnología en el futuro.

Los materiales para los motores de reluctancia síncrona son baratos, pero las máquinas son complejas y notoriamente difíciles de fabricar. Los elevados costes de fabricación son, por tanto, un obstáculo para su uso generalizado, y un importante factor que limita la invención de Sansone.

Sansone espera que con las nuevas tecnologías como la fabricación aditiva, como la impresión 3D, sería más fácil construirlo en el futuro.

Imagen: www.smithsonianmag.com