Seguramente, cuando tenías 17 años estabas más preocupado de tus notas del bachillerato, la selectividad o qué carrera querías estudiar y en qué universidad. Sin embargo, este joven de 17 años ha diseñado un motor eléctrico que podría revolucionar la automoción.
Se llama Robert Sansone, natural de Fort Pierce, Florida y acaba de recibir Premio George D. Yancopoulos Innovator en la Feria Internacional de Ciencia e Ingeniería de Regeneron 2022 por su novedoso diseño de motor eléctrico síncrono de reluctancia, que emplea materiales mucho más baratos y abundantes que los motores eléctricos existentes.
Un joven de 17 años diseña un motor eléctrico que podría revolucionar la automoción
Actualmente, el motor eléctrico más utilizado en la industria de la automoción es el de imanes permanentes, pero utiliza materiales denominados “de tierras raras”, materias primas escasas y muy caras, como el neomidio, el samario o el disprosio, que encarecen los costes de fabricación de los coches eléctricos.
En cambio, el motor eléctrico síncrono de reluctancia diseñado por este joven de 17 años prescinde de este tipo de materiales y se basa en el cobre y el acero, mucho más baratos, abundantes y fáciles de obtener. El problema es que todavía no generan suficiente par para alimentar un vehículo eléctrico. Todavía…
Así funciona el motor eléctrico revolucionario
Los motores de imanes permanentes aprovechan la atracción entre un campo electromagnético giratorio e imanes conectados a un rotor para impulsar el motor. En cambio, un motor síncrono de reluctancia elimina los imanes. El diseño suele incluir un rotor de acero con varias ranuras cortadas en el disco. A medida que el rotor gira, la diferencia en el magnetismo entre el acero y los huecos llenos de aire ayuda a producir el par.
Sin embargo, el motor eléctrico de Sansone tiene un enfoque diferente. En lugar de cortar ranuras en el rotor, Sansone introduce otro campo magnético en el pliegue. Aunque no revela los detalles por la protección de patentes, parece que su teoría puede funcionar en la práctica.
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Este prototipo de motor eléctrico está construido a partir de plástico impreso en 3D, alambres de cobre y un rotor de acero capaz de aumentar un 39% el par y en un 31% la eficiencia, girando a 300 rpm. Girando a 750 rpm, la eficiencia se eleva hasta el 37%, pero el plástico de las piezas se funde cuando aumenta el régimen de giro.
Coches eléctricos más sostenibles
El próximo reto de Sansone es construir un prototipo más resistente para alcanzar un régimen de giro mayor y un rendimiento más elevado. Después, considerará iniciar un proceso de patente y ofrecer su invento a las empresas del sector.
«Los materiales de tierras raras en los motores eléctricos existentes son un factor importante que socava la sostenibilidad de los vehículos eléctricos. Si llega el día en que los coches eléctricos son totalmente sostenibles gracias a mi motor, sería un sueño”, dice Sansone.
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A pesar de todo, cabe subrayar que, si bien los materiales necesarios para construir motores síncronos de reluctancia son más rentables, la complejidad del diseño y los costes de fabricación todavía representan una barrera para el uso generalizado en vehículos eléctricos. Aun así, con los avances en tecnologías como la impresión 3D, el diseño de Sansone podría dar forma a la industria en el futuro.
Imágenes: Smithsonian Magazine, Society of Science