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¿Está todo inventado en cuanto a materiales se refiere?

Curiosidad: Efecto Meissner

superconductividad
El efecto Meissner: un imán levitando sobre un material superconductor.(Shutterstock)


La superconductividad es una propiedad que poseen algunos materiales, y básicamente consiste en que dejan fluir la electricidad sin ofrecer resistencia, de esta manera no existen pérdidas. (La resistencia eléctrica del circuito es cero ohmnios)

Esto se logra generalmente a temperaturas muy bajas, demasiado bajas para que las aplicaciones de la superconductividad puedan ser utilizadas en materiales cotidianos.

Normalmente hay materiales que son capaces de convertirse en superconductores a una temperatura de  -73° grados Celsius, una temperatura muy difícil y costosa de mantener.

¿Sirve o servirá la superconductividad para algo?

Llegar a conseguir superconductividad a temperatura ambiente es uno de los mayores sueños de la física.

Este descubrimiento podría dar lugar a una revolución tecnológica al proporcionar transporte eléctrico sin pérdidas de energía, motores o generadores eléctricos ultraeficientes, así como la posibilidad de crear enormes campos magnéticos sin necesidad de enfriamiento.

Los recientes descubrimientos de superconductividad, primero, a –73ºC en sulfuro de hidrógeno y, después, a -23ºC en un compuesto denominado LaH10 han demostrado que los compuestos de hidrógeno pueden ser superconductores de alta temperatura.

El problema es que ambos descubrimientos han sido realizados a altas presiones: la superconductividad solo se ha conseguido por encima de los 100 gigapascales, un millón de veces la presión atmosférica.

La temperatura de–23 °C obtenida en el LaH10 (la temperatura habitual a la que trabajan los congeladores domésticos), es la temperatura más alta en la cual se ha observado la superconductividad.

Todos estos avances han sido posibles gracias a los avances tecnológicos en el diseño de materiales, los cuales pueden ser simulados teóricamente con un ordenador. La posibilidad de observar la superconductividad de alta temperatura en el LaH10, un superhídruro formado por lantano e hidrógeno, fue predicha teóricamente en 2017.

Ahora bien, hasta ahora hemos visto que la superconductividad podría llegar a reducir las pérdidas de energía en el transporte de la electricidad que se produce generalmente a grandes distancias de los puntos en los que se necesita.

Pero, ¿realmente conseguiremos solucionar el problema de obtener materiales que sean conductores a temperatura ambiente?

De no ser así necesitaremos enfriar los materiales a muy bajas temperaturas y esto tiene un importante coste energético

Igualmente nos preguntamos, ¿las aplicaciones de la superconductividad van a ser tan importantes como para que nos compense el tiempo y el dinero que hemos invertido en su desarrollo?

Aplicaciones prácticas de la superconductividad

Quizás una de las aplicaciones más interesantes de los superconductores es la desarrollada a través de los proyectos de innovación en el campo de la energía eólica.

molino eólico
Fuente: El Ágora diario. Turbina Haliade-X . Turbina Haliade-X

Se ha comprobado que cuanto mayor es el diámetro de las palas mayor es la potencia y electricidad producida por el generador, pero existe un problema. A mayor diámetro de palas, la estructura ha de soportar un peso mayor y los elementos que transforman la electricidad también tienen que ser más robustos. Esta robustez produce un sobrecalentamiento de los motores y la energía producida se ve limitada.

La utilización de rotores construidos mediante materiales superconductores y que puedan ser enfriados por sistemas de enfriamiento con nitógeno líquido podrían ser la solución a este problema.  Tendríamos generadores mucho mas potentes que los actuales. Con un peso un 40% inferior al de los generadores convencionales, estas máquinas de última generación requieren menos recursos de fabricación y son más rentables de construir, transportar e instalar.

Levitación magnética

Otro campo de aplicación de los superconductores nos llega gracias al efecto Meissner y que en paises como Japón ha acabado por desarrollar los trenes de levitación magnética. Al ser capaces de reducir el rozamiento con las vías los trenes pueden alcanzar velocidades cercanas a los 600 km/h (o lo que es lo mismo viajar de Murcia a Barcelona en tan solo una hora)

En los siguientes vídeos puedes observar un prototipo ya en pruebas y que puede alcanzar esta velocidad y una explicación del fenómeno de la levitación magnética

En el programa Orbita Laika de RTVE trataron el tema de levitación magnética en un vídeo que no te puedes perder

Aquí puedes ver los trenes más rapidos delmundo en funcionamiento (vídeo en inglés)


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