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Superconductividad: el futuro del aprovechamiento energético

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Arthur C. Clarke, escritor y científico británico conocido por obras de divulgación científica y de ciencia ficción como 2001: Una odisea del espacio, declaró que cualquier tecnología suficientemente avanzada puede equipararse a lo que conocemos popularmente como magia; y los superconductores pueden convertirse en un ejemplo de ello.

¿Qué son los superconductores?

Se descubrieron por primera vez en 1911, cuando el físico holandés Heike Onnes redujo drásticamente la resistencia del mercurio en helio líquido. Dos años más tarde, ganaría el Premio Nobel de Física por su trabajo en la investigación llamada “estado superconductor”.

Por debajo de una temperatura crítica, estos los superconductores tienen resistencia eléctrica cero. Esta tecnología permite una evolución y un cambio sustancial en la manera de entender el aprovechamiento de la energía. Son materiales que no ofrecen resistencia al flujo de electrones, lo que permite una eficiencia del 100% en la transferencia de energía eléctrica.

Es decir, estos cables transportan una corriente que nunca disminuye, y actúan como una reserva perfecta de energía eléctrica, a diferencia de las baterías, que se degradan con el tiempo.

Superconductores a temperatura ambiente

Recientemente el descubrimiento de superconductores de alta temperatura ha sido un indicador prometedor con el que se pueden descubrir efectos cuánticos no convencionales y altamente útiles e inesperados.

¿Por qué entonces no se masifica y aprovecha su uso en otros campos? Los superconductores cuentan con un campo magnético crítico y dejan de funcionar. Hay una compensación: los materiales con una temperatura crítica intrínsecamente alta a menudo también pueden proporcionar los campos magnéticos más grandes cuando se enfrían muy por debajo de esa temperatura.

Se considera posible que el hidrógeno metálico pueda ser un superconductor a temperatura ambiente. Pero lograr que las muestras permanezcan el tiempo suficiente para realizar pruebas detalladas ha resultado complicado, ya que los diamantes que contienen el hidrógeno metálico sufren una falla bajo presión.

El itrio de óxido de cobre de bario (YBCO) puede funcionar como superconductor a temperatura ambiente. El único inconveniente que se presentaba durante la investigación de este material es que el transporte de electrones dura una pequeña fracción de segundo y requiere que el material sea constantemente bombardeado por láseres.

Por su parte, el químico Artem Oganov y su equipo intentan observar y encontrar un patrón que permita que los actínidos existentes en la tabla periódica presenten propiedades de superconductores bajo ciertas condiciones. Para llevar a cabo esta labor, el equipo desarrolló un algoritmo capaz de analizar de forma automática la disposición atómica de los actínidos.

Otras líneas de investigación se centran en cupratos, cristales complejos que contienen capas de átomos de cobre y oxígeno. Los cupratos antiadherentes se encuentran entre los mejores superconductores conocidos actualmente. A su vez, materiales como el grafeno permiten que la ciencia intente desarrollar materiales aislantes para evitar el sobrecalentamiento del cable superconductor HVDC.

Mientras que otros estudios afirman que grafito empapado en agua puede actuar como un superconductor a temperatura ambiente, pero no hay indicios de que esto pueda usarse en aplicaciones tecnológicas.

Aplicaciones reales

La utilización de estos superconductores es esencial para la levitación de nuevos y modernos trenes que nos permita alcanzar grandes velocidades, algo que consiga cambiar el sistema de transporte por completo. A su vez, las centrales eléctricas pueden remplazar métodos convencionales en sus sistemas de producción y mantenimiento.

Por tanto, existe una condición a la hora de utilizar esta tecnología: solo puede ser de utilidad en situaciones en las que puede enfriar los componentes de su sistema hasta cerca del cero absoluto, como, por ejemplo, en aceleradores de partículas y reactores de fusión nuclear experimentales.

Los superconductores se encuentran entre los materiales más extraños y emocionantes que se han descubierto hasta la fecha en el campo de la tecnología, ya que su uso y aplicación podría revolucionar por completo el concepto que tenemos de la propia energía.

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Ir a la fuente / Author: Borja García

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