Coches eléctricos: Unos tintes especiales podrían evitar la sustitución innecesaria de los motores
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En un futuro próximo, los colorantes de los motores eléctricos podrían indicar cuándo el aislamiento de los cables se está volviendo frágil y el motor necesita ser sustituido. Científicos de la Universidad Martin Luther de Halle-Wittenberg (MLU), junto con ELANTAS, una división del grupo de especialidades químicas ALTANA, han desarrollado un nuevo proceso que permite integrar los colorantes directamente en el aislamiento. Al cambiar de color, revelan cuánto se ha degradado la capa de resina aislante que rodea los cables de cobre del motor.
El colorante añadido al sistema de resina cambia de color cuando un alcohol liberado por la resina se une a él.
Uni Halle / Alexander Funtan
Los motores de combustión modernos disponen desde hace tiempo de detectores que reconocen, por ejemplo, cuándo es necesario cambiar el aceite, lo que ahorra inspecciones innecesarias. Los motores eléctricos también muestran signos de desgaste. En su interior, suelen estar formados por cables de cobre fuertemente enrollados, y éstos, a su vez, están recubiertos de una resina aislante. "Este aislamiento cambia con el tiempo. Se vuelve quebradizo al degradarse por el calor y los procesos químicos", explica el profesor Wolfgang Binder, del Instituto de Química de la MLU. Sin embargo, no es posible saber desde el exterior si el aislamiento que rodea a los cables en el interior sigue intacto o si es necesario sustituir todo el motor.
Los científicos de la MLU se encargaron de encontrar una solución a este problema por encargo de la división ELANTAS de ALTANA, que produce sistemas de resina especiales para este tipo de aislamiento. "Hasta ahora, los desarrolladores se han centrado en el grado de degradación del material en condiciones específicas", explica Alexander Funtan, químico de MLU. Entonces se hacían recomendaciones sobre el tiempo que tardaría en ser necesaria una sustitución. Sin embargo, el desgaste real depende de las condiciones de uso, sobre todo de la temperatura. Por ello, Funtan desarrolló un banco de pruebas con el que analizó cuatro sistemas de resina diferentes durante varios meses para determinar qué productos de degradación se forman a distintas temperaturas.
Descubrió que los cuatro sistemas de resina liberaban sistemáticamente un alcohol específico en las distintas condiciones de temperatura. "A continuación, colaboramos estrechamente con los investigadores y desarrolladores de ELANTAS para encontrar una molécula sensor para este alcohol", explica. Es decir, una sustancia que sea fácilmente detectable y cuyas propiedades cambien cuando el alcohol se une a ella. La molécula del sensor también debía resistir las altas temperaturas y los procesos normales de producción. Otro requisito era que no cambiara las propiedades electroquímicas del aislamiento. La elección recayó en un colorante que normalmente brilla de color naranja rojizo bajo la luz ultravioleta; pero cuando el alcohol se une a él, el espectro de color cambia a un verde claro.
Los diferentes espectros de color pueden analizarse con dispositivos especiales que se instalan directamente en el motor. "De este modo, se puede ver si es necesario un cambio sin tener que abrir el motor", dice Binder. Es de esperar que esto evite sustituciones innecesarias del motor en el futuro. El nuevo aislamiento podría utilizarse en los motores de los vehículos eléctricos, así como en máquinas y otros equipos. "Estos resultados revelan lo que se puede conseguir combinando la investigación universitaria básica con los conocimientos sobre aplicaciones comerciales", afirma el Dr. Simon Rost, director de investigación y desarrollo de ELANTAS en Hamburgo. "En el futuro, esto nos permitirá ofrecer un valor añadido a nuestros clientes y seguir contribuyendo al desarrollo sostenible".
ELANTAS presentó una patente para el nuevo proceso a principios de año. La investigación fue financiada por el grupo de especialidades químicas ALTANA y también financiada dentro del proyecto BAT4EVER de la UE como parte del programa "Horizonte 2020".
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