Las ventajas y desventajas de los superconductores

Escrito por o pauli | Traducido por javier enrique rojahelis busto
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Las ventajas y desventajas de los superconductores
Los superconductores tienen una armonía de cristales internos. (Comstock/Comstock/Getty Images)

La mayoría de los materiales que la gente usa son aislantes, como el plástico, o conductores, como una olla de aluminio o un cable de cobre. Los aisladores muestran una resistencia muy alta a la electricidad. En cambio, los conductores como el cobre muestran algo de resistencia. Otra clase de materiales no muestran ningún tipo de resistencia cuando se enfrían a temperaturas muy bajas, más frío que el congelador más frío. Los llamados superconductores fueron descubiertos en 1911 y, hoy en día, están revolucionando la red eléctrica, la tecnología de telefonía celular y el diagnóstico médico. Los científicos están trabajando para que funcionen a temperatura ambiente.

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Ventaja 1: la transformación de la red eléctrica

La red de energía eléctrica es uno de los mayores logros de la ingeniería del siglo XX. Sin embargo, la demanda está a punto de desbordarla. Por ejemplo, el apagón de Estados Unidos de 2003, que duró cerca de cuatro días, afectó a más de 50 millones de personas y causó cerca de US$6 millones de dólares en pérdidas económicas. La tecnología de los superconductores ofrece alambres y cables con menos pérdidas, mejora la fiabilidad y la eficiencia de la red eléctrica. Hay planes en marcha para sustituir en 2030 la actual red eléctrica con una red de energía de superconductores. Un sistema de alimentación de superconductores ocupa menos espacio y se entierra en el suelo, algo muy diferente de las líneas del tendido eléctrico actual.

Las ventajas y desventajas de los superconductores
Cables aéreos actuales serán reemplazados por cables superconductores enterrados. (Comstock/Comstock/Getty Images)

Ventaja 2: mejora de las telecomunicaciones de banda ancha

La tecnología de telecomunicaciones de banda ancha opera mejor a frecuencias de gigahercios, lo que es muy útil para mejorar la eficiencia y la fiabilidad de los teléfonos celulares. Tales frecuencias son muy difíciles de conseguir con circuitos basados ​​en semiconductores. Sin embargo, se han logrado fácilmente con un receptor basado en superconductores realizado por Hypres, utilizando una tecnología llamada quantum de flujo individual rápido (RSFQ, por su sigla en inglés), integrada a un receptor de circuito. Se opera con la ayuda de un criorrefrigerador 4-Kelvin. Esta tecnología está apareciendo en muchas torres transmisor-receptoras de teléfonos celulares.

Ventaja 3: contribuir al diagnóstico médico

Una de las primeras aplicaciones a gran escala de la superconductividad es en el diagnóstico médico. Las imágenes por resonancia magnética, (MRI, por su sigla en inglés), usan poderosos imanes superconductores para producir grandes y uniformes campos magnéticos en el interior del cuerpo del paciente. Los escáneres de resonancia magnética, que contienen el sistema de refrigeración de helio líquido, recogen cómo estos campos magnéticos son reflejados por los órganos del cuerpo, y la máquina así produce eventualmente una imagen. Las máquinas de resonancia magnética son superiores a la tecnología de rayos X para producir un diagnóstico. Paul Leuterbur y Sir Peter Mansfield fueron galardonados con el premio Nobel 2003 de Fisiología y Medicina, "por sus descubrimientos acerca de la resonancia magnética", que subyace en la importancia de la MRI, y por los superconductores de implicación, para la medicina.

Desventajas de los superconductores

Los materiales superconductores sólo superconducen cuando se mantienen por debajo de una temperatura dada llamada temperatura de transición. Para los superconductores prácticos actualmente conocidos, la temperatura es muy por debajo de los 77 grados Kelvin, que es la temperatura del nitrógeno líquido. Mantenerlos debajo de esa temperatura implica una gran cantidad de tecnología criogénica cara. Por lo tanto, los superconductores todavía no aparecen en la mayoría de la electrónica que se usa todos los días. Los científicos están trabajando en el diseño de superconductores que puedan operar a temperatura ambiente.

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