Más de una década de trabajo sobre los imanes permanentes, la arquitectura del propulsor y el reciclaje de materiales coloca a Nissan en una posición sólida frente a uno de los principales cuellos de botella industriales del coche eléctrico: las tierras raras pesadas.
- Nissan reduce su dependencia de las tierras raras críticas por tres caminos que conviven: menos disprosio en los imanes donde estos siguen aportando valor, motores sin imanes permanentes donde la arquitectura del propulsor lo permite, y recuperación de tierras raras cuando el motor llega al final de su vida.
- Nissan desarrolló en 2012 un motor eléctrico con un 40% menos de disprosio mediante la difusión en borde de grano (grain boundary diffusion), estrenado en el LEAF actualizado de noviembre de 2012. El Note e‑POWER de 2020 llegó a montar imanes con un 85% menos de tierras raras pesadas que el LEAF de 2010.
- El Nissan Ariya monta un motor síncrono de excitación eléctrica (EESM), sin imanes permanentes en el rotor, frente a la arquitectura de imanes permanentes interiores (IPM) del LEAF, el Note y el Serena e‑POWER.
- Junto con la Universidad de Waseda, Nissan ha probado un proceso que recupera el 98% de las tierras raras de los motores y recorta cerca del 50% el tiempo y el trabajo frente al método anterior.
Nissan no aplica una única receta para reducir su dependencia de las tierras raras: la gestiona según lo que necesita cada propulsor. Donde el imán permanente sigue siendo la mejor solución por densidad de potencia y eficiencia, Nissan recorta la fracción más crítica y cara del imán. Donde la aplicación lo permite, Nissan prescinde del imán permanente y cambia el tipo de motor. Y cuando el motor termina su vida útil o sale fuera de especificación, Nissan recupera esas tierras raras para devolverlas al circuito productivo.
Las tierras raras son uno de los cuellos de botella reales de la electrificación, no por su escasez geológica, sino por lo concentrado de su producción y de su procesado. Rebajar la dependencia de ese material reduce a la vez huella ambiental y exposición industrial. Nissan trabaja en ello desde hace más de una década, y lo hace en los tres frentes a la vez.
La idea técnica que une los tres es sencilla. El problema no está en el magnetismo del motor, sino en la pequeña fracción de tierras raras pesadas que permite a ese imán seguir funcionando cuando el propulsor se calienta. Sobre esa fracción actúa toda la estrategia.
Qué son las tierras raras y por qué no abundan donde se necesitan
Las tierras raras son un grupo de 17 elementos químicos: los 15 lantánidos más el escandio y el itrio. Forman una familia con propiedades magnéticas, ópticas y catalíticas muy valiosas, y aparecen en motores eléctricos, generadores eólicos, electrónica y refino.
El nombre responde a una circunstancia geológica, no a una rareza absoluta. Como grupo son relativamente abundantes en la corteza terrestre. Lo poco común son las concentraciones que se pueden explotar a un coste razonable, y lo realmente difícil es separar unos elementos de otros, porque sus propiedades químicas se parecen demasiado. “Tierra rara” describe mejor un material caro de aislar con pureza que un metal ausente.
De ese grupo, un motor de tracción no depende del conjunto entero, sino de una subfamilia concreta: las tierras raras pesadas. Y dentro de ellas hay un elemento que concentra el interés industrial y el de Nissan: el disprosio.
El disprosio, la coercitividad y el calor del propulsor
Los imanes permanentes más potentes disponibles comercialmente son los de neodimio-hierro-boro (NdFeB). Un imán sinterizado de este tipo se compone, de forma aproximada, de un 30% de material de tierras raras, un 69% de hierro y un 1% de boro. La parte cara y crítica no es, por tanto, la mayoría del imán, sino esa fracción de tierras raras.
El reto en un motor de tracción no es la intensidad del campo magnético, sino su estabilidad con la temperatura. Un imán NdFeB pierde propiedades a medida que se calienta, y un propulsor eléctrico trabaja caliente. La magnitud que mide su resistencia a desmagnetizarse se llama coercitividad. Por encima de unos 120 °C, el imán necesita refuerzo para no degradarse, y ese refuerzo lo aportan el disprosio o el terbio, que sustituyen a parte del neodimio y mantienen las prestaciones bajo carga térmica.
Ese refuerzo tiene un peaje. El disprosio es caro, depende de una cadena de suministro tensa y, mal repartido, penaliza parte del rendimiento magnético. Es exactamente la fracción que Nissan se propone reducir sin perder resistencia a la temperatura.
Difusión en borde de grano: usar menos disprosio sin perder temperatura
La primera vía de Nissan no consiste en quitar magnetismo, sino en colocar el disprosio con criterio. En un imán convencional, el disprosio se reparte de forma uniforme por todo el volumen, también donde apenas aporta resistencia térmica.
Nissan, junto con un proveedor, desarrolló en 2012 un motor que aplica la difusión en borde de grano (grain boundary diffusion): concentra el disprosio en los límites de grano cristalino, que es donde más contribuye a la estabilidad térmica del imán. El resultado fue un motor con un 40% menos de disprosio que un motor eléctrico convencional, con la misma resistencia a la temperatura, y el LEAF actualizado lanzado en Japón en noviembre de 2012 fue el primero en montarlo.
Aquella reducción del 40% abrió una progresión que Nissan no ha detenido. El Note e‑POWER de 2020 monta imanes con un 85% menos de tierras raras pesadas que el LEAF de 2010, una reducción lograda en una sola década.
El rotor excitado del Ariya: un motor sin imanes permanentes
En el Ariya, Nissan no busca un imán mejor, sino un motor distinto. El Ariya monta un motor síncrono de excitación eléctrica (EESM) en lugar de la arquitectura de imanes permanentes interiores (IPM) que Nissan empleó en el LEAF, el Note y el Serena e‑POWER.
La diferencia no es que el EESM funcione sin magnetismo, imposible en un motor eléctrico, sino qué tipo de imán crea su campo. Un imán permanente conserva su campo de forma estable y necesita tierras raras para mantenerlo cuando sube la temperatura. El EESM sustituye ese imán del rotor por un electroimán, una bobina que solo genera campo cuando circula corriente por ella y que no requiere tierras raras.
Ese esquema ofrece una posibilidad que un imán fijo no permite: Nissan regula de forma independiente las corrientes de rotor y estator según la carga, con ganancias de eficiencia y una reducción de vibraciones y ruido. También tiene su contrapartida: alimentar eléctricamente el rotor genera más calor que un rotor de imanes permanentes.
Las dos arquitecturas son legítimas y resuelven problemas distintos. El imán permanente ofrece densidad de potencia, par y compacidad en un paquete pequeño. El rotor excitado elimina la dependencia de las tierras raras a cambio de mayor complejidad y de más calor en el rotor. Nissan elige una u otra según la aplicación, y emplea las dos en su gama.
Por qué los imanes permanentes siguen teniendo sentido
Renunciar a los imanes permanentes en toda la gama sería una lectura pobre de la ingeniería. El imán permanente sigue siendo una solución de primer orden allí donde la compacidad y la densidad de potencia mandan, como en un módulo de propulsión muy integrado con poco espacio disponible.
Donde Nissan emplea imanes permanentes, esos imanes dependen de tierras raras, y sobre su contenido la marca sigue actuando: con la modularización X-in-1, Nissan incorpora un motor de nuevo desarrollo que reduce las tierras raras pesadas a un 1% o menos del peso del imán.
El planteamiento es agnóstico respecto al imán permanente: usarlo donde aporta valor, con la menor carga crítica posible, y sustituirlo por un rotor excitado donde la arquitectura lo permite. Donde un sistema exige máxima compacidad, el imán permanente con menos disprosio es la solución que Nissan elige.
Una cadena de suministro estrecha y concentrada
La razón por la que Nissan trabaja este material no se limita al coste. Las fuentes económicas de tierras raras son minerales como la bastnasita y la monacita, además de arcillas de adsorción iónica, y su minería está muy concentrada: cerca de dos tercios de la producción mundial sale de un solo país.
La concentración es todavía mayor aguas abajo, en la fase de mayor valor añadido, la que convierte el óxido en imán. Ahí, una sola geografía reúne en torno al 92% de la producción anual de imanes. No basta con disponer del mineral: hay que separarlo, refinarlo, alearlo y fabricar el imán, y cada uno de esos pasos añade dependencia.
Reducir el disprosio y reciclar tierras raras alivia a Nissan la huella material y recorta su exposición a una cadena estrecha y geopolíticamente sensible. Los controles a la exportación introducidos sobre varias tierras raras pesadas a lo largo de 2025 confirman que esa exposición es un riesgo industrial real.
Recuperar las tierras raras al final de la vida del propulsor
La tercera vía de Nissan mira al final de la vida del motor. Recuperar tierras raras de un imán ya fabricado es más eficiente que partir de la mena natural, donde esos elementos aparecen diluidos y mezclados con muchos otros.
Nissan retira desde hace años los imanes de los motores defectuosos o que no cumplen sus especificaciones de fabricación, para devolver ese material a sus proveedores. Ese método, sin embargo, exigía varios pasos manuales de desmagnetización, extracción y desmontaje. Junto con la Universidad de Waseda, Nissan probó en Japón un proceso que prescinde de esa manipulación.
El procedimiento es directo. El motor se funde a un mínimo de 1.400 °C con material carburizante y arrabio. Se añade óxido de hierro para oxidar las tierras raras y un pequeño aporte de fundente basado en borato que disuelve esos óxidos a baja temperatura. La mezcla se separa entonces en dos capas líquidas, y las tierras raras quedan concentradas en la escoria superior, de donde se recuperan.
En las pruebas, el proceso recuperó el 98% de las tierras raras del motor y redujo cerca del 50% el tiempo y el trabajo frente al método anterior. Nissan lo desarrolla con la mira puesta en su aplicación práctica a lo largo de esta década.
Tres frentes, una sola política de materiales
Los tres caminos atacan puntos distintos del mismo problema. Menos disprosio donde el imán todavía gana su sitio, motor EESM donde la arquitectura permite sustituirlo, y recuperación de tierras raras cuando el propulsor llega al final de su vida.
Esos tres frentes se enmarcan en el Nissan Green Program 2030, que fija para la dependencia de recursos una meta de largo plazo: “No new material resource use” (ningún uso de nuevos recursos materiales). Bajo ese paraguas, Nissan integra la reducción de disprosio, el cambio de arquitectura del motor y el reciclaje de tierras raras en una política más amplia de materiales sostenibles, gestión de residuos y trazabilidad de la cadena de suministro.