Adiós al cobre: científicos coreanos crean un motor eléctrico sin metales pesados

Un equipo del Instituto Coreano de Ciencia y Tecnología (KIST) ha desarrollado un motor eléctrico que prescinde completamente del cobre. En su lugar utilizan cables hechos a base de nanotubos de carbono. Esta tecnología no solo permite aligerar el peso de componentes clave, sino que además abre la puerta a una drástica reducción en las emisiones asociadas a la fabricación de motores para coches eléctricos y otras aplicaciones.

El corazón del proyecto es un cable conductor formado por un núcleo de nanotubos alineados, recubierto por una capa aislante. Esta estructura permite una conducción eléctrica eficiente, sin necesidad de los materiales metálicos tradicionales. Según los responsables del proyecto, este nuevo cable logró hacer funcionar un coche a escala, alimentado por un motor totalmente libre de metales, a tan solo 3 voltios.

Menos peso, menos emisiones, mismo rendimiento

El motor prototipo alcanzó una velocidad de rotación de 3.420 revoluciones por minuto, una cifra modesta comparada con las 18.120 rpm de un motor de cobre a igual voltaje, pero suficiente para demostrar la viabilidad de la propuesta. La gran ventaja está en el peso: el hilo de nanotubos tiene aproximadamente una quinta parte de la densidad del cobre, lo que implica una mejora significativa en la relación entre rendimiento y masa.

El cable utilizado en la prueba ofreció una conductividad eléctrica de 7,7 millones S/m. Aunque esto sigue siendo inferior a los 5,9×10⁷ siemens por metro del cobre, el ahorro en masa y volumen puede compensar esta diferencia, sobre todo en aplicaciones donde cada gramo cuenta. En coches eléctricos, por ejemplo, un cableado más ligero puede traducirse en mayor autonomía y menor consumo energético, especialmente en entornos urbanos donde el peso es un factor determinante.

La durabilidad del prototipo también se ha puesto a prueba: el sistema mantuvo su estabilidad durante al menos una hora a potencias de hasta 3,5 vatios. Aunque esto está lejos de los requerimientos de un sistema de tracción completo, sí demuestra que el material puede soportar esfuerzos prolongados sin degradación inmediata.

Retos técnicos y sostenibilidad

No todo son ventajas. Uno de los principales obstáculos para la adopción masiva de esta tecnología está en la resistencia de contacto entre fibras: los puntos de unión entre filamentos generan pérdidas eléctricas que reducen la eficiencia global del sistema. Además, fabricar fibras largas, homogéneas y libres de impurezas sigue siendo complejo y costoso.

Aun así, los avances en alineación y pureza están acercando cada vez más los cables de nanotubos a un nivel competitivo. En términos de sostenibilidad, los investigadores subrayan que estas fibras pueden reciclarse y reutilizarse sin apenas pérdida de propiedades, lo que podría facilitar una economía circular ilimitada.

También será clave adaptar normativas de seguridad, estándares de conectores y sistemas de refrigeración a este nuevo tipo de material. La geometría de los motores, por ejemplo, podría cambiar significativamente al sustituir bobinas metálicas por otras de base carbono.

Los cables de nanotubos ya se utilizan como aditivos conductores en baterías, mejorando el flujo de carga en los electrodos. Su expansión hacia motores y cableados estructurales parece ahora una cuestión de tiempo, siempre que los costes de producción sigan bajando y la fiabilidad cumpla con los estándares de la industria del automóvil.

El mensaje final es claro: el motor sin cobre no es solo una curiosidad de laboratorio, sino una señal práctica de que las soluciones ligeras, eficientes y sostenibles están más cerca de integrarse en la movilidad eléctrica del futuro.

Fuente | Link.springer