Nissan no aplica una única receta para reducir su dependencia de las tierras raras: la gestiona según lo que necesita cada propulsor. Donde el imán permanente sigue siendo la mejor solución por densidad de potencia y eficiencia, Nissan recorta la fracción más crítica y cara del imán. Donde la aplicación lo permite, Nissan prescinde del imán permanente y cambia el tipo de motor. Y cuando el motor termina su vida útil o sale fuera de especificación, Nissan recupera esas tierras raras para devolverlas al circuito productivo.
Las tierras raras son uno de los cuellos de botella reales de la electrificación, no por su escasez geológica, sino por lo concentrado de su producción y de su procesado. Rebajar la dependencia de ese material reduce a la vez huella ambiental y exposición industrial. Nissan trabaja en ello desde hace más de una década, y lo hace en los tres frentes a la vez.
La idea técnica que une los tres es sencilla. El problema no está en el magnetismo del motor, sino en la pequeña fracción de tierras raras pesadas que permite a ese imán seguir funcionando cuando el propulsor se calienta. Sobre esa fracción actúa toda la estrategia.
Qué son las tierras raras y por qué no abundan donde se necesitan
Las tierras raras son un grupo de 17 elementos químicos: los 15 lantánidos más el escandio y el itrio. Forman una familia con propiedades magnéticas, ópticas y catalíticas muy valiosas, y aparecen en motores eléctricos, generadores eólicos, electrónica y refino.
El nombre responde a una circunstancia geológica, no a una rareza absoluta. Como grupo son relativamente abundantes en la corteza terrestre. Lo poco común son las concentraciones que se pueden explotar a un coste razonable, y lo realmente difícil es separar unos elementos de otros, porque sus propiedades químicas se parecen demasiado. “Tierra rara” describe mejor un material caro de aislar con pureza que un metal ausente.
De ese grupo, un motor de tracción no depende del conjunto entero, sino de una subfamilia concreta: las tierras raras pesadas. Y dentro de ellas hay un elemento que concentra el interés industrial y el de Nissan: el disprosio.
El disprosio, la coercitividad y el calor del propulsor
Los imanes permanentes más potentes disponibles comercialmente son los de neodimio-hierro-boro (NdFeB). Un imán sinterizado de este tipo se compone, de forma aproximada, de un 30% de material de tierras raras, un 69% de hierro y un 1% de boro. La parte cara y crítica no es, por tanto, la mayoría del imán, sino esa fracción de tierras raras.
El reto en un motor de tracción no es la intensidad del campo magnético, sino su estabilidad con la temperatura. Un imán NdFeB pierde propiedades a medida que se calienta, y un propulsor eléctrico trabaja caliente. La magnitud que mide su resistencia a desmagnetizarse se llama coercitividad. Por encima de unos 120 °C, el imán necesita refuerzo para no degradarse, y ese refuerzo lo aportan el disprosio o el terbio, que sustituyen a parte del neodimio y mantienen las prestaciones bajo carga térmica.
Ese refuerzo tiene un peaje. El disprosio es caro, depende de una cadena de suministro tensa y, mal repartido, penaliza parte del rendimiento magnético. Es exactamente la fracción que Nissan se propone reducir sin perder resistencia a la temperatura.
Difusión en borde de grano: usar menos disprosio sin perder temperatura
La primera vía de Nissan no consiste en quitar magnetismo, sino en colocar el disprosio con criterio. En un imán convencional, el disprosio se reparte de forma uniforme por todo el volumen, también donde apenas aporta resistencia térmica.
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