🔴 El fabricante japonés de automóviles asegura que con ello podrá reducir a la mitad el consumo de neodimio, una de las tierras raras con reservas más limitadas
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| Elementos del motor eléctrico de la cuarta generación del modelo Prius de Toyota |
Pues el neodimio es un elemento sólido del sistema periódico de elementos al que los químicos encuadran dentro de las denominadas tierras raras, las cuales agrupan 17 elementos distintos, a saber: escandio, ytrio y los 15 elementos del grupo de los llamados lantánidos (lantano, cerio, praseodimio, neodimio, prometio, samario, europio, gadolinio, terbio, disprosio, holmio, erbio, tulio, iterbio y lutecio). Aunque el lector pueda pensar que se denominan tierras raras por los nombres que tienen estos 17 elementos, en realidad se usa el calificativo de raras porque sus propiedades hacen difícil clasificarlos; coloquialmente, podríamos decir que ni son metales ni no metales, sino todo lo contrario.
Lo malo de las tierras raras es que sus yacimientos conocidos son poco numerosos, siendo los más usados hasta ahora los de Bolivia, Ecuador y Argentina. Los volúmenes de producción de neodimio son relativamente elevados en comparación con los de otras tierras raras, pero preocupa el hecho de que pueda haber escasez a medida que los vehículos híbridos y los eléctricos con batería, se vayan popularizando, algo que complica la escasa regulación existente para la explotación de sus yacimientos.
A grandes males...
Para superar esos problemas, Toyota acometió el desarrollo de tecnologías que pudieran suprimir el uso de terbio y disprosio y reducir la cantidad de neodimio empleado, y se ha obtenido buenos resultados. Sustituyendo el neodimio por lantano y cerio (no cesio, ojo), que son tierras raras abundantes y de menor coste, se puede mantener una elevada resistencia térmica y reducir al mínimo la pérdida de coercitividad, que es la resistencia de un material ferromagnético a ser desmagnetizado, después de haber sido magnetizado al máximo (sigue después del gráfico).
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| Elementos químicos por sus símbolos: Tb (terbio), Dy (disprosio), Nd (neodimio), La (lantano), Ce (cerio) |
Los ingenieros de Toyota señalan que la mera reducción de la cantidad de neodimio y su sustitución por lantano y cerio perjudicaría al rendimiento del motor, por lo que la compañía nipona ha tenido que adoptar nuevas tecnologías que suprimen el deterioro de la coercitividad y la resistencia térmica, incluso cuando se sustituye el neodimio por lantano y cerio, y ha desarrollado un imán con niveles de resistencia térmica equivalentes a los imanes de neodimio anteriores.
En un imán de neodimio convencional, el neodimio se reparte de manera uniforme entre los granos del imán, con lo que, en muchos casos, el neodimio empleado es superior al necesario para mantener la coercitividad. Pero aumentando la concentración de neodimio en los granos más superficiales del imán se consigue elevar la coercitividad sin que se pierda ésta al reducir la concentración en los granos más al interior de aquél, lo que permite rebajar hasta el 50 por ciento la cantidad total de neodimio utilizado en el imán.