El Premio Queen Elizabeth de Ingeniería honra al pionero del imán

Mencione una tecnología que nos rodea, que sustenta nuestra forma de vida moderna, pero que apenas se reconoce por su contribución. ¿Qué tal el imán?

El Premio Queen Elizabeth de Ingeniería espera que aumente nuestra conciencia y reconocimiento al hacer de Masato Sagawa su laureado de 2022.

El científico japonés inventó el imán de neodimio-hierro-boro (Nd-Fe-B).

Este es el imán permanente más fuerte que se usa a gran escala en la actualidad, que se encuentra en todo, desde automóviles hasta computadoras.

Nd-Fe-B es uno de esos materiales indispensables, sin los cuales la vida cotidiana sería mucho menos eficiente.

Y la centralidad del imán solo aumentará a medida que se arraigue la revolución verde. Esto se debe a que el material estará en el corazón operativo de muchos sistemas de energías renovables, como las turbinas eólicas.

Se espera que el mercado de imanes de Nd-Fe-B tenga un valor de unos 20.000 millones de dólares a mediados de esta década.

El QEPrize ha sido tradicionalmente un premio bienal, pero ahora se ha convertido en un evento anual. Se le ha llamado el "Nobel de la ingeniería" y el destinatario recibe un cheque de 500.000 libras esterlinas, junto con un trofeo que entrega la Reina o su representante.

El Dr. Sagawa ha ganado muchos premios por su innovación, pero dijo que este superó a todos.

"Este es el premio más grande que he recibido hasta ahora", le dijo a BBC News. "Como sabrán, recibí anteriormente el Premio de Japón, que es un premio muy importante, pero el QEPrize tiene influencia en todo el mundo y eso lo hace muy importante".

El Dr. Sagawa hizo su gran avance a principios de la década de 1980. En ese momento, una combinación de samario-cobalto (Sm-Co) produjo el imán permanente más fuerte. Pero el metal cobalto es un recurso escaso y el científico reconoció que si se pudiera encontrar una solución a base de hierro, se obtendría un producto mucho más barato y útil.

Esto lo logró combinando hierro con neodimio, que es el tercer elemento de tierras raras más abundante, un conjunto de 17 metales que se encuentran en la corteza terrestre y que tienen diversas aplicaciones. La adición del elemento boro eleva la llamada temperatura de Curie, el punto en el que se pierden las propiedades magnéticas.

Esto es importante en los automóviles, por ejemplo, donde las condiciones pueden ser muy calurosas, especialmente en el compartimiento del motor.

De hecho, los vehículos se encuentran entre los principales usos de los imanes. Desde la bomba que empuja el lavaparabrisas hacia el parabrisas hasta el sensor que habilita un sistema de frenos antibloqueo, se utiliza un imán como parte de un motor o para iniciar una corriente eléctrica.

Lejos del sector automotriz, la tecnología Nd-Fe-B ha sido fundamental para el auge de la informática personal. La fuerza del campo magnético que se puede generar en un volumen compacto fue fundamental para el desarrollo de unidades de disco duro livianas. Los imanes de Nd-Fe-B son parte del mecanismo que barre los cabezales de lectura y escritura por el disco.

Pero muchos artículos cotidianos al alcance de la mano muy probablemente tendrán imanes de Nd-Fe-B en su interior, desde teléfonos móviles y herramientas eléctricas hasta broches de joyería y pestillos de puertas.

"Soy un verdadero fanático de los imanes. De hecho, quería que este fuera el ganador del premio el año pasado", dijo Ilya Marotta, el ingeniero marino que dirigió el proyecto de expansión del Canal de Panamá y que forma parte del panel de jueces de QEPrize.

"A veces, damos las cosas por sentado. Las personas pueden relacionarse con los imanes como los pequeños recuerdos que se pegan en la puerta del refrigerador. Pero los imanes son mucho más impresionantes que eso, y los imanes de neodimio en particular han permitido que muchas tecnologías avancen. "

Es imposible elogiar los logros del Dr. Sagawa sin mencionar también al Dr. John Croat. El estadounidense llegó de forma independiente a la misma solución material al mismo tiempo que trabajaba con General Motors. Y Sagawa y Croat compartirán la Medalla 2022 del Instituto de Ingenieros Eléctricos y Electrónicos (IEEE) para Tecnologías Ambientales y de Seguridad.

Pero Lord Browne de Madingley, quien preside el QEPrize, dijo que el proceso de fabricación de Sagawa le dio la ventaja, en opinión de los jueces.

Su proceso en polvo, o sinterizado, es más costoso que el producto americano fundido por hilado y aglomerado y no tiene la misma versatilidad de aplicación, pero el imán final es significativamente más fuerte, unidad por unidad.

"Puedes tener una gran idea sobre el papel, pero para tener éxito tienes que demostrar que puedes hacer algo a gran escala y a un precio que la gente acepte", dijo Lord Browne a BBC News.

"La esencia de la ingeniería es que tienes que cumplir. A los científicos se les ocurren muchas ideas geniales; el Bosón de Higgs, fantástico. Pero la ingeniería tiene que hacer algo, y la innovación de Sagawa lo hizo con mucho éxito".

El hombre de 78 años continúa perfeccionando su tecnología. Actualmente está tratando de reducir la cantidad de otro elemento de tierras raras que se usa en pequeñas cantidades. Esto es disprosio (Dy), que mejora aún más la resistencia de un imán al calor. Pero Dy es muy escaso.

"Queremos reducir el uso de disprosio a menos del 1 % de la composición y, preferiblemente, no usarlo en absoluto", explicó el Dr. Sagawa.

"Si podemos hacer esto, los imanes de neodimio se aplicarán aún más ampliamente en el mercado, especialmente alrededor de los vehículos eléctricos".

El pionero del imán será honrado formalmente en una ceremonia especial más adelante en el año. Su trofeo QEPrize, como el de los laureados anteriores, ha sido diseñado por un joven ganador del concurso. Este año es Anshika Agarwal, de 17 años, de India.

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