El ICCRAM investiga imanes permanentes sin tierras raras

Actualmente, el uso de imanes permanentes está ampliamente extendido en nuestra sociedad, se pueden encontrar desde económicas ferritas usadas como elementos decorativos o de sujeción en la puerta de nuestro frigorífico, en altavoces, auriculares, pequeños motores eléctricos, transformadores eléctricos, componentes electrónicos,… hasta potentes y caros imanes como NdFeB (Neodimio) y SmCo (Samario-Cobalto) usados en grandes motores eléctricos, generadores eléctricos, equipos de resonancia magnética en hospitales, separación de elementos metálicos a nivel industrial,…

El coste de imanes NdFeB y SmCo, debido al uso de elementos químicos de las tierras raras, como Neodimio, Samario o Disprosio, sometidos a un continuo encarecimiento y difícil acceso, supone un problema en el mercado de los imanes permanentes tan demandados por la industria.

El recientemente comenzado proyecto NOVAMAG, donde la universidad de Burgos-ICCRAM participa, es una iniciativa Europea que pretende dar solución precisamente a dicho problema. En este proyecto se usarán herramientas computacionales y de síntesis avanzadas para descubrir, diseñar y fabricar nuevos imanes permanentes de alto rendimiento, sin el uso de estos elementos, que ofrezcan una alternativa económicamente viable a los actuales imanes permanentes como NdFeB y SmCo.

Las conferencias, organizadas por ICCRAM, de dos destacados investigadores, los doctores Pablo Nieves y Sergiu Arapan, acercaron a los asistentes los detalles de este proyecto NOVAMAG y compartieron sus conocimientos en computación y modelización.

En la primera conferencia el Dr. Pablo Nieves presentó una introducción a los materiales magnéticos y sus aplicaciones en nuestra vida cotidiana. Además, detalló la línea de trabajo que se va seguir en el proyecto NOVAMAG.

Seguidamente el Dr. Sergiu Arapan realizó una detallada introducción sobre el uso de los ordenadores para resolver problemas de física y como éstos pueden usarse para el estudio y diseño de nuevos materiales magnéticos de alto rendimiento.

Dr. Pablo Nieves

Pablo Nieves es un joven investigador postdoctoral en la física de la materia condensada teórica y computacional, especializada en materiales magnéticos para aplicaciones tecnológicas y biomédicas. Uno de los principales resultados de su investigación es la derivación de la ecuación cuántica de Landau-Lifshitz-Bloch (QLAB) para materiales ferromagnéticos y su aplicación en la magnetización de estos materiales a altas temperaturas, gran tamaño y escalas de tiempo cortas. Igualmente se ha unido recientemente al equipo del ICCRAM para trabajar en el proyecto europeo NOVAMAG.

Dr. Sergiu Arapan

Sergiu Arapan es un investigador especializado en Física de materia condensada y en materia computacional.  Destaca en la realización deCartel Sergiu Arapan ICCRAM cálculos precisos ab-initio para varios sistemas de relevancia,  tanto para aplicaciones tecnológicas como fundamentales. Sus áreas de interés son las transformaciones de fase estructural, estabilidad de la estructura, y la predicción de estructura. Recientemente, se unió ICCRAM para trabajar en el proyecto europeo NOVAMAG, que tiene como objetivo el desarrollo de nuevos imanes permanentes libres de materias primas fundamentales.

NOVAMAG permitirá involucrar a los principales expertos europeos, americanos y japoneses en magnetismo. Al tiempo que combinará las herramientas de computación y síntesis más avanzadas para predecir y crear nuevos compuestos que exhiban una magnetización permanente y unas características físicas que permitan su uso en aplicaciones altamente exigentes como el motor de un coche eléctrico, un generador o un aparato para resonancia magnética nuclear en medicina.

La Universidad de Burgos, a través del ICCRAM, y bajo la responsabilidad científica y técnica del Dr. Santiago Cuesta, participará en el proyecto con un presupuesto de 499.375 euros, centrando su labor en tres aspectos:

1. Coordinar parte de los esfuerzos de cribado de materiales y descubrimiento de nuevos compuestos mediante técnicas de modelización cuánticas (Teoría Funcional Densidad), y algoritmos genéticos de búsqueda, que predicen el ordenamiento atómico y estructura de nuevos posibles materiales.
2. Comprobar que todos los nanomateriales teorizados y posteriormente sintetizados no constituyen un riesgo para el medioambiente o la salud (es decir son “nanoseguros por diseño” y no nano-tóxicos).
3. Liderar el encuadre del proyecto en el marco del plan estratégico de la Alianza Europea de Innovación en Materias Primas Críticas, así como en los planes de desarrollo de materiales avanzados y tecnologías industriales en Europa que diseña la Comisión.