Desarrollan carcasa de motor eléctrico con polímeros en lugar de metales

El instituto de investigación alemán Fraunhofer, junto con el Instituto Karlsruhe, está trabajando para reducir el peso de los motores eléctricos, y para ello está desarrollando una carcasa de motor hecha con materiales poliméricos.

Para ello, ha utilizado plásticos termoestables reforzados con fibra, que ofrecen resistencia a altas temperaturas, entre otras ventajas.

De acuerdo con el portal Motorpasión, los investigadores están trabajando para solucionar los tres principales obstáculos para que un motor eléctrico sea eficiente: alta densidad de potencia, un tamaño compacto y altos niveles de eficiencia.

En cuanto a esta última, los motores eléctricos tienen una eficiencia de más del 90%, lo que significa que una alta proporción de la energía eléctrica se convierte en energía mecánica, pero un 10 % se pierde. Para evitarlo, han creado un diseño optimizado que permite disipar las pérdidas a través de un canal de enfriamiento dentro del propio estator y ahí intervienen los polímeros.

Al disipar el calor cerca de donde se genera, los socios del proyecto pudieron construir todo el motor y la carcasa a partir de materiales poliméricos, lo que generó que fuera más ligera y más fácil de fabricar.

“Las carcasas de polímeros son livianas y más fáciles de producir que las carcasas de aluminio. También se prestan a geometrías complejas sin necesidad de procesamiento posterior, por lo que conseguimos ahorros reales en peso y costo general”, explica Robert Maertens, investigador del centro Fraunhofer.

El metal requerido actualmente como conductor de calor ha sido reemplazado por materiales poliméricos, que tienen una baja conductividad térmica en comparación con los metales.

Los polímeros provienen mayoritariamente del petróleo (mezcla de hidrocarburos), gas natural y carbono. Los dos materiales más importantes son los elastómeros, hechos de caucho, y los plásticos, derivados de la celulosa, la proteína y la resina.

En este caso, los investigadores se decantaron por utilizar plásticos termoestables reforzados con fibra de su socio SBHPP, que ofrecen resistencia a altas temperaturas y alta resistencia a los refrigerantes agresivos. A diferencia de los termoplásticos, los termoestables no se hinchan cuando entran en contacto con productos químicos.

Y es que, señala Motorpasión, los materiales poliméricos son buenos aislantes eléctricos y térmicos y tienen un bajo peso y, además, ofrecen demás buena resistencia mecánica.

Hasta el momento, el equipo ya ha completado el ensamblaje del motor y han validado el prototipo de enfriamiento, que está demostrando ser efectivo. El siguiente paso será operar el motor en el banco de pruebas del instituto.