Cada coche eléctrico, aerogenerador y smartphone esconde imanes diminutos pero muy potentes. Hoy esos imanes dependen sobre todo de tierras raras como el neodimio, metales escasos y concentrados en muy pocos países, con China a la cabeza. Si esa cadena se rompe, la transición eléctrica se queda sin motor, casi literalmente.
Un equipo de físicos de la Universidad de New Hampshire ha creado la Northeast Materials Database, o NEMAD, una base de datos de materiales construida con inteligencia artificial que reúne 67.573 compuestos magnéticos descritos en la literatura científica. Entre ellos aparecen 25 materiales que no se consideraban imanes y que el sistema predice como estables incluso a altas temperaturas, algo clave para motores y generadores. El trabajo, liderado por Suman Itani y el profesor Jiadong Zang, apunta a reducir en gran medida la dependencia de las tierras raras y del casi monopolio chino sobre estos metales.
Cómo la IA convierte artículos en imanes nuevos
En lugar de mezclar metales en el laboratorio una y otra vez, el equipo enseñó a un modelo de lenguaje de IA a leer décadas de artículos científicos y a extraer solo los datos importantes de cada experimento. La base de datos Northeast Materials Database (NEMAD) recoge para cada material su composición química, la estructura del cristal y la temperatura a la que deja de ser magnético, lo que en física se conoce como temperatura de Curie, explicada de forma simple como el punto a partir del cual el calor desordena el imán. Es como pasar todos los cuadernos de un laboratorio mundial a una hoja de cálculo gigante que cualquiera puede explorar.
Con esa información, los físicos entrenaron modelos de aprendizaje automático que clasifican si un material es magnético y calculan hasta qué temperatura conserva ese magnetismo. De los más de 67.000 registros, el sistema identificó 25 compuestos que no figuraban como imanes y que, según las predicciones, seguirían funcionando a temperaturas muy superiores a las de muchos motores y generadores comerciales. En un laboratorio tradicional, explorar tantos candidatos habría supuesto décadas de prueba y error, pero aquí la máquina hace el trabajo pesado y deja a los experimentos con las manos libres para centrarse solo en los candidatos más prometedores.
El cuello de botella de las tierras raras
Los imanes permanentes actuales se basan por lo general en neodimio y otros elementos de tierras raras que son esenciales para los motores de los vehículos eléctricos y para los generadores de los aerogeneradores. La Agencia Internacional de la Energía recuerda en un informe sobre minerales críticos que estos materiales son la pieza oculta de la transición energética, igual que el litio o el cobalto lo son para las baterías. El problema es que la extracción y el refinado de muchos de estos minerales están extremadamente concentrados en muy pocos países, lo que convierte cada decisión política en un riesgo para toda la cadena industrial.
En el caso de las tierras raras, China produce alrededor del 95 por ciento de los óxidos mundiales y suministra cerca del 70 por ciento de las importaciones europeas, según un análisis reciente del Foro Económico Mundial. Ese poder de mercado permite usar el suministro de imanes y materiales como herramienta de presión comercial y política, algo que ya se ha visto con cambios en licencias de exportación y con parones de producción que afectaron a fabricantes europeos. No extraña que expertos como el ingeniero Andrew Barron, de la Universidad Rice, avisaran en una entrevista de que «China ya ha ganado la guerra de los materiales» y que seguir atados a ese monopolio sea, en gran medida, una apuesta muy arriesgada para la industria occidental.
Reciclaje, nuevos materiales y lo que viene ahora
Aunque hallazgos como NEMAD alivian el cuello de botella en imanes, la demanda de minerales para baterías y electrónica seguirá creciendo con fuerza durante décadas. Estudios sobre el litio liderados por investigadores como Solomon Asfaw en la Universidad LUT señalan que solo un reciclaje casi total de las baterías, con eficiencias cercanas al 95 por ciento, evitaría déficits serios de suministro a mitad de la transición energética. En otras palabras, hacen falta materiales nuevos y una economía circular mucho más ambiciosa al mismo tiempo, no elegir una vía y olvidar la otra.
Por ahora, los 25 compuestos identificados por la IA son candidatos sobre el papel que deberán sintetizarse, probarse y escalarse antes de llegar a un motor o a un generador real, algo que los propios autores subrayan con cautela. El proyecto, financiado por el Departamento de Energía de Estados Unidos, deja sin embargo una herramienta pública que cualquier laboratorio o empresa puede usar para buscar combinaciones alternativas a las tierras raras y diseñar imanes más baratos y resistentes, desde el móvil del bolsillo hasta los grandes parques eólicos.
El estudio principal se ha publicado en Nature Communications.
