Junto al discreto evento del Cybercab de esta semana, Tesla exhibió su nuevo motor libre de tierras raras, que según la empresa aumenta de forma significativa la densidad de potencia y la eficiencia.
Es un logro de algún tipo, pero para entender de qué tamaño hay que entender primero qué significa todo esto.
Mucho se ha dicho sobre el uso de "tierras raras" en los vehículos eléctricos. El problema es que buena parte de quienes escuchan la frase no sabe qué son, cómo se usan ni qué implica emplearlas. Los ingenieros que diseñan estos productos por supuesto sí lo saben: su trabajo es optimizar la parte del vehículo que les toca, y siempre hay alguna optimización pendiente. Los encargados de la cadena de suministro, por su parte, llevan años presionando a esos ingenieros para minimizar el uso de materiales caros o difíciles de conseguir.
¿Qué es exactamente una tierra rara?
En la tabla periódica, los elementos de tierras raras son los lantánidos más el escandio y el itrio. Tampoco son tan escasos: el neodimio tiene alrededor de dos tercios de la abundancia del cobre en la corteza terrestre.
El neodimio es el relevante para los autos eléctricos. Se usa en imanes potentes y termina en cualquier dispositivo que necesite magnetismo fuerte en poco volumen: parlantes, discos duros y motores eléctricos. El disprosio, el terbio y el praseodimio también aparecen como aditivos habituales en los imanes de neodimio.
¿Cómo se usan en un auto eléctrico?
Ninguno de estos elementos se usa típicamente en las baterías de ion de litio. La batería no es el problema: el problema es el motor. Y un motor de auto eléctrico lleva alrededor de 1 kilogramo de tierras raras, muy poco por vehículo, pero mucho cuando se habla de producción en masa.
Además, no todos los tipos de motor eléctrico las necesitan. Tesla las ha usado en sus motores de corriente continua con imanes permanentes, pero no en sus motores de inducción de corriente alterna, que generan el campo magnético con corrientes eléctricas en vez de un imán físico.
Originalmente Tesla usaba motores de inducción, que no requieren tierras raras. De ahí viene, de hecho, el nombre de la compañía: Nikola Tesla fue el inventor del motor de inducción de corriente alterna. Con la llegada del Model 3 la empresa introdujo un motor de imanes permanentes y con el tiempo lo extendió al resto de la línea.
¿Qué anunció Tesla exactamente?
En 2023, Tesla anunció que trabajaría en motores de imanes permanentes sin elementos de tierras raras. Eso probablemente implicaba explorar ferrita de hierro o aleaciones de aluminio, níquel y cobalto para sus imanes, aunque esta última opción solo cambia un conjunto de problemas de suministro por otro. Hay otros materiales en investigación, pero muy pequeños en escala para lo que Tesla necesita.
Anoche, en el evento del Cybercab, la empresa afirmó que el vehículo usa un motor 18% más pequeño, 25% más liviano y más eficiente que otras unidades de tracción de primer nivel. Elon Musk, que no estuvo en el evento, agregó por la red social X que el motor no usa metales de tierras raras.
El anuncio podría ser la concreción de aquel esfuerzo iniciado en 2023, pero sin un departamento de comunicaciones al que preguntarle qué materiales usa, la duda queda abierta. Por ahora el motor solo se ha visto en el Cybercab, aunque es posible que Tesla lo migre a otros vehículos, como hizo con el cambio original a imanes permanentes en el Model 3.
¿Cuánta eficiencia se gana en realidad?
Los motores de corriente continua con imanes permanentes tienden a ser más eficientes y más compactos que los de inducción, dos atributos evidentemente importantes para cualquier fabricante.
El Cybercab está certificado en un consumo de 165 Wh por milla, equivalente a unos 102,5 Wh por kilómetro, lo que lo convierte en el auto eléctrico más eficiente en circulación. Eso se explica por su tamaño reducido, su diseño aerodinámico bajo, su poco peso, su configuración de dos asientos y, en efecto, su motor.
Pero un motor eléctrico más eficiente no mueve tanto la aguja. Incluso los menos eficientes que se usan en vehículos eléctricos ya convierten 90% o más de la energía de entrada en torque. Arañar unos puntos porcentuales adicionales no produce un efecto espectacular en la eficiencia global del sistema. Vale la pena notar que Tesla citó porcentajes de cambio en tamaño y peso, pero no el porcentaje de mejora en eficiencia, probablemente porque es relativamente menor.
Lo que importa más es que, si Tesla logró un motor de imanes permanentes sin tierras raras, puede obtener la densidad de potencia que necesita y meterla en un vehículo pequeño como el Cybercab, liberando algunos centímetros aquí y allá.
¿Por qué importan las tierras raras?
La desventaja de estos elementos es que, pese a no ser tan escasos, siguen siendo difíciles de conseguir. La mayor parte del suministro mundial se procesa en un solo país, China, lo que en teoría le da a Beijing el poder de dictar quién puede usarlos.
Ese punto se volvió especialmente relevante durante el último año, cuando China decidió imponer controles de exportación sobre el procesamiento de tierras raras en medio de la escalada arancelaria con Estados Unidos. Todos sabían que era el tipo de cosa que podía pasar, y por eso Tesla y otros ya trabajaban en reducir su uso. Cuando efectivamente ocurrió, se volvió mucho más urgente para la industria encontrar suministro refinado fuera de China o simplemente usar menos.
¿Cuán grande es la noticia?
Ahí está la importancia real del anuncio: nada que ver con las baterías, poco con efectos ambientales o de derechos humanos, una ganancia de eficiencia que no es enorme y ninguna tecnología radicalmente nueva que nadie hubiera pensado antes.
Es la implementación de tecnologías que llevaban tiempo sobre la mesa, respondiendo a una preocupación que se volvió concreta, de una manera presumiblemente escalable si Tesla alguna vez lleva esto más allá de los cerca de 45 Cybercab que la compañía tiene registrados para uso en Texas.
Eso es noticia, y es interesante. Pero quizás no sea para tanto.
