La electrificación del transporte del vehículo depende de la disponibilidad de minerales de tierras raras. Un nuevo estudio muestra cómo los fabricantes de camiones eléctricos pueden implementar prácticas de producción circulares para reducir los costos de materiales y administrar problemas de la cadena de suministro. Crédito: CC0, David Callahan/Kth Royal Institute of Technology
Enfrentados con el suministro incierto y los altos precios de los minerales de tierras raras, los fabricantes de vehículos eléctricos podrían reducir sus demandas de materiales en casi un 15% al remanufacturar y reutilizar componentes, según un estudio reciente.
Los ahorros pueden realizarse mediante la adopción de un modelo de toma de decisiones del sistema de fabricación circular desarrollado por investigadores en Suecia. Según las simulaciones para todo el ciclo de vida de los componentes del motor de vehículos eléctricos (EV), la herramienta se desarrolló para promover el diseño del producto que permite una remanufactura y reutilización eventuales.
Los resultados fueron publicados en el International Journal of Production Research por investigadores del Kth Royal Institute of Technology en Stockholm y Scania Group, incluidos miembros del equipo que proporcionó el estudio de viabilidad detrás del histórico despliegue de vehículos nuevos del fabricante de camiones Scania con componentes remanufacturados.
El ahorro de costos de producción del 18.6% y una reducción general de la huella de carbono del 38.7% se estimaron en un caso de prueba que involucra un producto de máquina eléctrica de la industria de vehículos de servicio pesado, informan los investigadores. La demanda material se redujo en un 14,7%.
Estos beneficios se pueden realizar con una inversión de diseño de un 10.6%adicional, dice Farazee Asif, un investigador en sistemas de fabricación circulares en el KTH Royal Institute of Technology.
ASIF dice que el estudio revela cómo la adopción del diseño circular puede ahorrar a la industria costos de producción significativos y reducir su demanda de energía y materiales, al tiempo que reduce su huella y desechos de carbono. “Evitar la extracción de material virgen es un factor ambiental importante”, dice.
Las simulaciones mostraron que el 80% de la masa de acero eléctrico para motores eléctricos podría canalizarse hacia la remanufactura o la reutilización, mientras que el 20% restante podría canalizarse hacia el reciclaje. Del mismo modo, el 60% de los imanes y el 56% del acero regular podrían canalizarse hacia la remanufactura y la reutilización, y el resto se recicla.
“Las prácticas de economía circular son críticas para asegurar recursos futuros en la fabricación de EV, especialmente para piezas pesadas de tierra rara como motores eléctricos”, dice Asif. Sin embargo, las innovaciones de diseño significativas y el modelado de los impactos económicos y ambientales de estas innovaciones todavía se necesitan. “Este documento tiene como objetivo llenar ese vacío con una nueva herramienta de simulación”, dice.
El modelo permite a los fabricantes producir representaciones detalladas y precisas de sistemas de producción complejos, desde las acciones más pequeñas hasta eventos de nivel macro, dice el autor principal del estudio, Mayo Pérez, ex alumno principal en desarrollo de producción sostenible en KTH.
Por ejemplo, se necesitan elementos de tierras raras como el neodimio, el praseodimio y el disprosio para producir los poderosos imanes en motores eléctricos, dice Pérez. La herramienta permite modelar la actividad de proveedores, fabricantes y recicladores, para que un fabricante pueda predecir la disponibilidad de dichos materiales. También puede simular la logística del transporte de materiales y componentes, para garantizar la entrega oportuna a las plantas de fabricación.
“Al ampliar las prácticas circulares, la industria automotriz podría cumplir hasta el 70% de la demanda futura de neodimio para los vehículos eléctricos para 2050”, dice Pérez. “Este estudio es una contribución para desarrollar la infraestructura y la gestión de fin de vida del producto que se necesita para alcanzar ese objetivo”.
Trabajando con Asif y Pérez en el estudio fueron el investigador de KTH Yongkuk Jeong y Michael Lieder, desarrollador de negocios de Scania.
Más información: Mayo Pérez et al, una herramienta de soporte de decisiones basada en simulación para sistemas de fabricación circulares en la industria automotriz que utiliza máquinas eléctricas como estudio de caso de remanufacturación, International Journal of Production Research (2025). Doi: 10.1080/00207543.2025.2464912
Proporcionado por KTH Royal Institute of Technology
Cita: El estudio muestra cómo los fabricantes de EV pueden reducir la dependencia de los minerales de Virgin Rare Earth (2025, 21 de mayo) recuperado el 21 de mayo de 2025 de https://techxplore.com/news/2025-05-ev-reliance-virgin-rare-earth.html
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