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Estudiante de secundaria crea motor magnético innovador sin necesidad de imanes y metales caros, ganando reconocimiento con premio internacional en ingeniería.
Los motores eléctricos, fundamentales en innumerables aplicaciones cotidianas, dependen frecuentemente de imanes para funcionar. Estos imanes permanentes, capaces de generar su propio campo magnético, no están solo en refrigeradores, sino también en teléfonos celulares, discos duros y en muchos otros dispositivos. Son componentes cruciales en sistemas de energía renovable, como turbinas eólicas y motores de coches eléctricos. Sin embargo, un avance significativo fue alcanzado por un adolescente, que desarrolló un nuevo motor magnético, prometiendo revolucionar la industria con su innovación.
Descubre cómo surgió la idea de desarrollar un nuevo motor magnético
La mayoría de los imanes permanentes están hechos de metales difíciles de extraer, caros y difíciles de reciclar. Más del 90% de ellos proviene de China y, como resultado, los elementos más cruciales para la energía limpia son, irónicamente, los más difíciles de obtener.
Con un proyecto de un nuevo motor magnético sin imán permanente, un estudiante de secundaria de Florida acaba de mostrar cómo superar tales desafíos. Esto puede revolucionar el sector y hacer que el motor eléctrico sea más limpio y accesible para más personas.
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En sus propias palabras, Robert afirma que tiene un interés natural por los motores eléctricos y mientras realizaba investigaciones, descubrió los impactos ambientales negativos de las tierras raras utilizadas en los motores de imán permanente que los alimentan. Esto despertó su interés en desarrollar un tipo de motor alternativo.
Vale destacar que las ‘tierras raras‘ no son verdaderamente raras, pero difícilmente se encuentran en cantidades suficientes para justificar la minería. Estos metales altamente conductores se utilizan en muchas tecnologías, desde cazas hasta cables de fibra óptica, siendo ampliamente utilizados en convertidores catalíticos, automóviles o baterías recargables.
Desafíos superados por Robert para el desarrollo del nuevo motor magnético
Con el enfoque en sortear la dependencia de metales raros, Robert descubrió que los motores síncronos de reluctancia no utilizan imanes permanentes. El problema es que estos motores no ofrecen tanta eficiencia de torque, por lo que normalmente no funcionan en un coche eléctrico. Deseando usar esta investigación como un proyecto escolar, el adolescente inició una búsqueda de un año para resolver este problema.
El motor eléctrico convencional funciona convirtiendo electricidad en energía mecánica y cuando una corriente eléctrica pasa a través de una bobina, en un campo magnético, se genera una fuerza que producirá un torque. Cuando se aplica torque a un motor, este gira y esta rotación se transmite a través de transmisores mecánicos a lo que se mueve, como la pala de un ventilador, las ruedas de un coche o su aspiradora.
Robert entonces se centró en Syn RMs, motores que crean una diferencia aprovechable en la reluctancia. La reluctancia es equivalente a la resistencia magnética. Metales con alta reluctancia se mueven más cuando intentan resistir un campo magnético. Así, maximizar la diferencia entre la baja reluctancia del motor de acero y la alta reluctancia de las ranuras cortadas en él aumenta la saliencia del motor y mayor saliencia es mayor torque.
Estudiante gana premio internacional por su creación
Robert pasó un año optimizando su concepto para un nuevo motor magnético y desarrolló sus prototipos sin brecha de aire, incorporando otro campo magnético en su lugar.
Este ajuste dio un gran impulso a la resistencia funcional y la tasa de saliencia del motor, produciendo un 39% más de torque y funcionando un 31% más eficiente a 300 RPM, pero la eficiencia aumentó poco cuando el motor estaba funcionando a 750 RPM y las piezas impresas de plástico incluso se derritieron en su mesa.
Felizmente esta pérdida no fue en vano y recibió el premio máximo de la feria internacional de ciencia e ingeniería, volviendo a casa con 75 mil dólares. En octubre aún estaba trabajando en su 16º motor magnético, con planes para la versión 17 en marcha.
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