Superconductores: ayer ficción realidad
1987/12/01 Aizpurua Sarasola, Joxerra Iturria: Elhuyar aldizkaria
Los mejores conductores: los superconductores
En los metales, los electrones más alejados de los átomos forman una nube electrónica. Creando una diferencia de potencial entre dos puntos, la nube electrónica se mueve en una dirección. Esta es la corriente eléctrica.
Pero los electrones, en su movimiento, encuentran algunos obstáculos. Por un lado, al tener carga negativa, se repelen y por otro, chocan con los núcleos atómicos.
Estas barreras son la base de conceptos físicos tan conocidos como la resistividad eléctrica y el calor perdido por efecto Joule.
Hoy en día, en todas las aplicaciones en las que utilizamos corriente eléctrica nos encontramos tanto con la resistividad eléctrica como con el calor perdido por efecto Joule.
Dicho lo dicho, ¿qué es la superconductividad? A bajas temperaturas, algunos metales y aleaciones pierden resistividad, es decir, la nube electrónica no encuentra obstáculos en su movimiento y no hay pérdida de energía o calor.
En las siguientes líneas analizaremos la causa de este fenómeno.
Aunque los electrones forman una nube a temperaturas normales, no ocurre lo mismo a bajas temperaturas. En esta situación los electrones forman pares y cuando uno de estos electrones choca con algún núcleo atómico, la energía perdida la recibirá el otro electrón del par.
Lamentablemente, para poder conseguir esta situación es necesario utilizar conductores a temperaturas muy bajas, como el aluminio a -272°C y el plomo a -266°C. Una vez alcanzado este nivel de frío, necesitamos un refrigerante para poder mantener esa temperatura. Normalmente se utiliza helio líquido y se sabe que el helio es escaso y caro. Cuando los investigadores empezaron a investigar en este campo, tenían claro que con materiales convencionales no iban a conseguir avances significativos. Por tanto, la investigación debía ir dirigida a nuevos materiales, en concreto a materiales sintéticos orgánicos y cerámicos.
En este sentido, los resultados han sido inmediatos. Es más, podemos decir que estamos ante una revolución científica. A finales de 1986, por ejemplo, los investigadores Alex Müller y George Bednorz encontraron un superconductor a -238°C. (Estos dos investigadores han recibido el Premio Nobel de Física de 1987 por su descubrimiento! Véase Artículo sobre premios en la página 15). En enero de 1987 Paul Chu, investigador de la Universidad de Houston, encontró un material que podía considerarse superconductor a una temperatura de -180°C. Este investigador dejó la marca a -48°C en mayo de este año.
En este momento en el que estamos redactando este artículo, no sabemos exactamente cuáles han sido los últimos recados, ya que tanto investigadores como casas comerciales guardan los resultados en secreto, pero según los rumores, hay más de un material superconductor a temperatura ambiente.
¿Dónde notar las ventajas de los superconductores?
Aunque podemos avanzar algunas aplicaciones, con muchas otras no sucede lo mismo. Sin embargo, consideramos que los principales avances serán en los siguientes ámbitos:
- Instrumentación de medida de alta sensibilidad. Se podrán medir campos magnéticos menores que 10-11 Oersted, diferencias de potencial menores de 10–17 y potencias menores de 10–23 Watios. Dispositivos electrónicos superconductivos con tiempos de conmutación de 10-10 segundos. Esto permite obtener ordenadores ultrarrápidos. Los trenes suspendidos magnéticamente pueden alcanzar una velocidad de 700 km/h.
- La energía se almacenará en anillos superconductivos, por lo que el almacenamiento de energía no tendrá especiales dificultades. Por eso, en la actualidad las perspectivas cambian radicalmente y la escasez de energía no nos preocupará tanto.
No creas que la puesta en marcha de las aplicaciones mencionadas puede durar mucho tiempo. Serán habituales en la próxima década si siguen el camino iniciado en las investigaciones. ¡No lo dudes!
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