Los investigadores desarrollan métodos para prolongar la vida útil de los motores eléctricos
En el proyecto REASSERT, un equipo dirigido por Schaeffler desarrolla así métodos para reacondicionar motores eléctricos y reutilizarlos en vehículos. En el proyecto participan el Instituto Fraunhofer IPA, el Instituto Tecnológico de Karlsruhe KIT, BRIGHT Testing GmbH, iFAKT GmbH y Riebesam GmbH & Co. KG. El proyecto está financiado por el Ministerio Federal de Economía y Protección del Clima de Alemania.
"Hasta ahora, han faltado estrategias sostenibles de retención de valor para la refabricación y el reciclaje de motores eléctricos como parte de una economía circular moderna", afirma el Instituto Fraunhofer IPA en un comunicado de prensa en el que describe la situación actual. Sin embargo, la electrificación de la cadena cinemática avanza con paso firme. "Los motores eléctricos utilizados contienen materias primas valiosas como el cobre, así como metales de tierras raras como el neodimio, donde China ostenta un cuasi monopolio, y que no pueden recuperarse con los métodos de reciclaje actuales. De ahí que prolongar la fase de uso de los motores sea cada vez más importante".
En el proyecto REASSERT, los participantes se centran en las estrategias de retención de valor de "reutilización, reparación, refabricación y reciclaje de materias primas". Dicen que son elementos críticos para una economía circular que permita reducir el consumo de recursos naturales y minimizar la cantidad de residuos.
En la actualidad, el material triturado y contaminado de los motores eléctricos puede reciclarse pero ya no puede utilizarse en motores. Además, los componentes individuales y los ensamblajes se destruyen. Por lo tanto, según los participantes en el proyecto, el reciclaje de materias primas debería ser "el último recurso" para el reciclaje y sustituirse por las estrategias de conservación del valor de alta calidad de la reutilización, la reparación, la refabricación y el reciclaje de materiales.
"Queremos establecer un sistema de bucle cerrado en el que se reutilicen recursos valiosos para eliminar la dependencia de la importación de materias primas y minimizar su extracción", afirma Julian Große Erdmann, científico del Instituto Fraunhofer de Ingeniería de Fabricación y Automatización IPA de Bayreuth. Los socios del proyecto definen la reutilización como el reaprovechamiento del motor completo en un segundo uso, y la reparación como la sustitución de componentes y conjuntos defectuosos. En la refabricación, todos los componentes se desmontan, limpian, reacondicionan y reutilizan.
"Con estas estrategias, se necesitan menos materias primas como tierras raras, cobre y otras, quizá sólo para piezas de recambio", explica Große Erdmann. En cuanto al reciclaje de materiales, los socios del proyecto tienen previsto desmontar el motor según su tipo antes de triturarlo. Los participantes analizan qué estrategias de retención de valor deben utilizarse utilizando motores de referencia para el sector de los turismos.
Como parte del proyecto se creará una cadena de procesos completa, en la que cada estación recibirá su propio demostrador o banco de pruebas: desde la inspección de entrada para la clasificación del motor hasta el desmontaje, la desmagnetización, la limpieza, el diagnóstico de los componentes, el reacondicionamiento, pasando por el reensamblaje y las pruebas de final de línea, en las que se examinará la funcionalidad del motor. "Por ejemplo, durante este proceso, la carcasa de un motor con un desgaste menor podría clasificarse para su reutilización y, en caso necesario, reacondicionarse mediante procesos de mecanizado para garantizar su funcionalidad. Dependiendo de la estrategia de preservación del valor elegida, intervienen diferentes etapas y cadenas de procesos, por lo que el esfuerzo de reacondicionamiento puede variar", explica el ingeniero.
Uno de los retos identificados por los participantes es el desmontaje y la reutilización de los materiales magnéticos utilizados en los motores: "Un rotor con imanes permanentes es difícil de desmontar en sus componentes incluso en un proceso de desmontaje manual debido al revestimiento y la unión de los imanes. Aquí, el objetivo es establecer métodos de desmontaje no destructivos".
El equipo quiere utilizar una herramienta de decisión de IA que se desarrollará en el proyecto para ayudarles a elegir la mejor estrategia de retención de valor. Los conocimientos reunidos en el proyecto se utilizarán en última instancia para diseñar nuevos motores eléctricos. Según el Instituto Fraunhofer, el objetivo es desarrollar un prototipo de motor para la economía circular que pueda desmontarse fácilmente y al que puedan aplicarse sin problemas las cuatro estrategias de retención de valor mencionadas.
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