El nuevo motor de vehículo eléctrico de Tesla sin tierras raras es algo importante, pero no tanto.

Junto con el discreto evento Cybercab de Tesla de esta semana, la empresa presentó su nuevo motor Cybercab sin tierras raras, que supuestamente aumenta significativamente la densidad de potencia y la eficiencia.

Se trata de algún tipo de logro, pero para comprender cuán importante es, primero debemos entender qué significa realmente todo esto. Prepárense.

Se ha hablado mucho sobre el uso de las “tierras raras” en los vehículos eléctricos. Pero existe un problema: muchas personas que han escuchado esta expresión no tienen idea de qué son las “tierras raras”, cómo se utilizan ni cuáles son las consecuencias de su uso.

Por supuesto, los ingenieros que diseñan estos productos conocen bien estas cuestiones. Su tarea es optimizar cualquier parte del vehículo en la que trabajen, y siempre hay algún tipo de optimización que realizar. Además, los gerentes de la cadena de suministro que adquieren los materiales que utilizan los ingenieros han presionado a estos últimos para minimizar el uso de ciertos materiales que son caros o difíciles de obtener.

Pero todo eso pertenece al ámbito cerrado del béisbol. El público, en su mayoría, escucha “tierras raras”, piensa que suena un poco intimidante y pasa de ello.

Por lo tanto, existen muchos conceptos erróneos sobre qué son realmente las tierras raras y cómo se utilizan en los vehículos eléctricos. Intentaré aclarar algunos de esos conceptos aquí y luego explicar qué anunció realmente Tesla anoche.

¿Qué son las “tierras raras”?

En la tabla periódica, los “elementos de tierras raras” son aquellos resaltados en rojo en la imagen a continuación: los lantánidos, además del escandio y el itrio. En realidad, no son tan raros en absoluto; por ejemplo, el neodimio es aproximadamente dos tercios más abundante que el cobre.

El neodimio es el que nos centraremos más aquí, ya que es el relevante para los automóviles eléctricos. Se utiliza en imanes potentes, y por lo tanto aparece en dispositivos electrónicos que necesitan imanes pequeños pero potentes, como altavoces, discos duros y motores eléctricos. El disprosio, el terbio y el praseodimio también se utilizan comúnmente como aditivos en los imanes de neodimio.

¿Cómo se utilizan las tierras raras en los vehículos eléctricos?

De hecho, ninguno de estos elementos se utiliza habitualmente en las baterías de litio-ion. Por lo tanto, el problema no está en la batería, sino en el motor. Un motor de coche eléctrico contiene solo alrededor de 1 kg de estos elementos de tierras raras; muy poco por vehículo, pero mucho si se habla a escala de producción masiva.

Además, los elementos de tierras raras no se emplean en todos los tipos de motores de coches eléctricos: Tesla los ha utilizado en motores con imanes permanentes, pero no en sus motores de inducción alterna. Los motores de inducción alterna generan campos magnéticos a través de corrientes eléctricas, y no con un imán físico.

Originalmente, Tesla utilizó motores de inducción de corriente alterna en sus vehículos, los cuales no necesitaban elementos de tierras raras. De hecho, de ahí proviene el nombre de la empresa: Nikola Tesla fue el inventor del motor de inducción de corriente alterna. Pero cuando salió el Model 3, la compañía introdujo un nuevo motor de imán permanente y eventualmente comenzó a usar estos motores también en sus otros vehículos.

¿Cuál es la nueva afirmación de Tesla?

En 2023, Tesla anunció que trabajaría en la creación de motores eléctricos de imán permanente sin elementos de tierras raras. Esto probablemente implicó que Tesla investigara el uso de ferrita de hierro o aluminio-níquel-cobalto para sus imanes (aunque este último solo cambia un conjunto de problemas de suministro por otro). Existen otros materiales en investigación, pero es probable que su escala sea demasiado pequeña para satisfacer las necesidades de Tesla.

Anoche, en el evento Cybercab de Tesla, se afirmó que el Cybercab utiliza un nuevo motor que es un 18% más pequeño, un 25% más ligero y más eficiente que otras unidades de propulsión de alto rendimiento. Elon Musk, CEO de Tesla y ausente en el evento, respondió en Twitter añadiendo que dicho motor no emplea metales de tierras raras.

Por lo tanto, la noticia de hoy podría ser la materialización del esfuerzo de Tesla por evitar el uso de imanes de tierras raras, pero al no contar con un departamento de comunicaciones de Tesla para preguntar qué materiales están utilizando, esto tendrá que permanecer como un misterio por ahora.

Hasta ahora solo hemos visto este motor en el Cybercab, pero es posible que Tesla lo traslade a otros vehículos, como lo hizo al pasar originalmente a motores de imán permanente en el Model 3, los cuales luego se utilizaron en otros modelos de Tesla.

En cuanto a que sea “extremadamente difícil de lograr”, bueno, Musk dice eso de todo. Quizás lo sea. Felicidades a Tesla por lograrlo. Pero, ¿qué beneficio práctico obtenemos de esto?

¿Por qué importa la afirmación de Tesla?

Todo esto es importante porque los motores de imán permanente suelen ser más eficientes y más pequeños que los motores por inducción, ambos aspectos obviamente importantes para los fabricantes de automóviles.

El Cybercab ha sido certificado para consumir 165Wh/mi, lo que lo convierte en el coche eléctrico más eficiente del mercado. Esto se debe a su pequeño tamaño, su diseño aerodinámico y bajo, su peso ligero, su configuración de dos asientos y, sin duda, a su motor eléctrico más eficiente.

Pero los motores eléctricos más eficientes en realidad no son tan importantes. Incluso los motores eléctricos menos eficientes utilizados en vehículos eléctricos ya son increíblemente eficaces, convirtiendo el 90% o más de la energía suministrada en par rotativo.

Por lo tanto, lograr unos pocos porcentajes adicionales en realidad no tendrá un impacto significativo en la eficiencia general del sistema. Cabe señalar, por ejemplo, que aunque Tesla indicó los cambios porcentuales en tamaño y potencia, no mencionó la mejora porcentual en eficiencia, probablemente porque es relativamente pequeña.

Lo que es más importante es que, si Tesla logra crear un motor de imán permanente sin tierras raras, podrá obtener la densidad de potencia que necesita y colocarlo en un vehículo pequeño como el Cybercab, liberando unos centímetros aquí y allá para poder integrarlo todo de manera compacta. Un enfoque incansable en optimizaciones menores como esta es precisamente lo que permite la existencia de un vehículo hipereficiente.

Por lo tanto, el empaquetado y la eficiencia representan una ventaja, una ventaja que se enmarca dentro de un esquema general orientado a la hipereficiencia, pero que probablemente se podría haber logrado igualmente con imanes de tierras raras. Sin embargo, hay otra razón para eliminar las tierras raras de los motores.

¿Por qué son realmente importantes las tierras raras?

Pero la desventaja de las tierras raras es que, a pesar de no ser especialmente escasas, siguen siendo difíciles de obtener. Esto se debe a que la mayor parte del suministro mundial de la mayoría de los elementos de tierras raras se procesa en un solo país, China, lo que teóricamente le da a este país el poder de decidir quién puede utilizarlos.

En el antiguo paradigma de libre comercio mundial, eso no importaba demasiado: las materias primas eran simplemente mercancías y se podían comprar a quienquiera que las tuviera. En este caso, China era quien las poseía.

Pero la concentración de recursos se volvió especialmente relevante durante el último año, ya que China se cansó de las tonterías provenientes del anciano ocupante de la Casa Blanca (al que Musk es el mayor patrocinador individual) y decidió imponer controles de exportación sobre el procesamiento de tierras raras.

Todos sabían que era algo que podía ocurrir, y por eso Tesla y otras empresas estaban trabajando desde un principio para reducir su uso de tierras raras. Pero luego realmente sucedió (y Musk fue en parte responsable, ayudando mucho a tu empresa, amigo), y de repente se volvió mucho más urgente para todos encontrar un nuevo suministro refinado fuera de China o reducir su consumo.

Entonces… ¿qué tan grave es esto?

Esa es la importancia de esta noticia: no tiene nada que ver con las baterías, ni tanto por efectos ambientales o de derechos humanos, sino más bien por una mejora en la eficiencia que no es tan grande, y tampoco se trata de un gran avance tecnológico del que nadie hubiera pensado antes. Simplemente es la implementación de tecnologías sobre las que se ha reflexionado durante tiempo, en respuesta a una preocupación que recientemente se ha vuelto aún más real, de una manera que presumiblemente es escalable si Tesla logra expandirla más allá de los ~45 Cybercabs que la empresa tiene actualmente registrados para su uso en Texas (y estamos seguros de que lo hará).

Esa es una noticia, y es interesante. Pero quizás no sea exactamente revolucionaria.