Este motor eléctrico sin tierras raras diseñado por un adolescente lo puede cambiar todo

Robert Sansone podría ser uno de los nombres más relevantes del mundo de la ciencia y la tecnología en el futuro, pues con sólo 17 años ya firma nada menos que 60 proyectos de ingeniería.

Y el último de ellos supone toda una innovación en materia de coches eléctricos, pues el motor diseñado por Sansone ataja varias de las limitaciones de este tipo de tecnología.

Motores eléctricos sostenibles

Actualmente, los motores eléctricos destinados a los coches eléctricos hacen uso de materias primas muy escasas y caras. Son las denominadas tierras raras, siendo algunas de ellas el neomidio, el samario o el disprosio. El coste de estas puede ser de cientos de euros por kilogramo.

Sin embargo, el motor eléctrico diseñado por Robert Sansone prescinde de este tipo de materiales y se basa en el cobre y el acero, mucho más baratos, abundantes y fáciles de obtener.

Robert Sansone ha ganado el premio del ISEF con su innovador motor eléctrico.

Como ya te hemos contado en otra ocasión, existen varios tipos de motores para coches eléctricos. El motor de imanes permanentes es muy utilizado en la industria, pero utiliza muchos materiales caros y escasos.

En cambio, el motor síncrono de reluctancia es mucho más barato, aunque no es capaz de dar un par motor lo suficientemente alto como para utilizarse de manera generalizada en máquinas que no sean ventiladores o bombas.

La solución de Sansone

Robert Sansone estudió el funcionamiento de los motores síncronos de reluctancia y empezó a pensar en formas de mejorar su rendimiento.

A lo largo de un año, creó un prototipo de un novedoso motor síncrono de reluctancia con mayor fuerza de rotación o par, y eficiencia que los existentes. El prototipo se fabricó con plástico impreso en 3D, hilos de cobre y un rotor de acero, y se probó utilizando diversos medidores para medir la potencia y un tacómetro láser para determinar la velocidad de rotación del motor.

Su trabajo le valió el primer premio, y 75.000 dólares, en la Feria Internacional de Ciencia e Ingeniería (ISEF) de Regeneron de este año, la mayor competición internacional de STEM para escuelas secundarias.

Como ya hemos dicho, los motores de reluctancia síncrona no utilizan imanes. En su lugar, un rotor de acero con huecos de aire se alinea con el campo magnético giratorio. La reluctancia, o el magnetismo de un material, es la clave de este proceso.

En lugar de utilizar cámaras de aire, Sansone pensó que podía incorporar otro campo magnético al motor. Esto aumentaría esta relación de saliencia y, a su vez, produciría más par. Su diseño tiene otros componentes, pero no puede revelar más detalles porque espera patentar la tecnología en el futuro.

«Una vez que tuve esta idea inicial, tuve que hacer algunos prototipos para probar y ver si ese diseño realmente funcionaría», dice Sansone. «No tengo toneladas de recursos para hacer motores muy avanzados, así que tuve que hacer una versión más pequeña, un modelo a escala, usando una impresora 3D».

«La verdad es que no tenía un mentor que me ayudara, así que cada vez que un motor fallaba, tenía que investigar mucho y tratar de solucionar el problema», explica Sansone. «Pero en el motor número 15, pude obtener un prototipo funcional».

El inconveniente del motor síncrono de reluctancia es que, si bien los materiales son baratos, las máquinas son complejas y notoriamente difíciles de fabricar. Los elevados costes de fabricación son, por tanto, un obstáculo para su uso generalizado, y un importante factor que limita la invención de Sansone.

Sin embargo, el joven de 17 años espera que con las nuevas tecnologías como la fabricación aditiva y la impresión 3D su fabricación se haga más fácil en el futuro.

Fuente: Smithsonianmag.comFotos: Smithsonianmag.com