Los superconductores

LOS SUPERCONDUCTORES

Los materiales superconductores, son un grupo de materiales que llevan descubiertos alrededor de 110 años. Su salto a la prensa, ha sido visible al haber numerosos artículos que hablan sobre estos materiales. Además, se utiliza en múltiples ámbitos de trabajo como: la medicina, la energía y el transporte. Pero ¿acaso sabemos mucho de ellos? En este artículo intentare explicar con la mayor claridad posible lo que son estos materiales y algunos datos curiosos sobre estos.

Los materiales conductores son los materiales de transmisión de electricidad "de toda la vida". Estos materiales se utilizan en múltiples cosas (sobre todo cables). Estos materiales, aunque no lo parezca, están muy frecuentemente presentes en nuestro día a día.

Pero los materiales conductores presentan desventajas como que ofrecen algo de resistencia al paso de la corriente eléctrica. Esta resistencia es definida por la ley de Llule. La ley de Llule define:

Los conductores ofrecen algo de resistencia al paso de la corriente eléctrica.
Debido a la resistencia de los conductores se produce una perdida de energía.
La energía se disipa en forma de calor.

Ya fuera de la ley de Llule, en un caso concreto en el que los cables están sometidos a tensiones muy altas debido al calor producido, pueden llegarse hasta fundir los cables.

Para evitar todos los defectos que los materiales conductores tienen, en el año 1911 se descubrieron los superconductores, los cuales tienen:

100% de eficacia
No tienen resistencia al paso de la corriente eléctrica bajo unas circunstancias determinadas.
En el paso a través de estos materiales no hay perdida de energía.
Al no tener resistencia no emiten energía en forma de calor.
Cinco veces más potentes que los materiales conductores normales.
La electricidad fluye a través de estos materiales sin ningún problema.

Los materiales superconductores tienen todas estas propiedades en lo que respecta al paso de la corriente eléctrica. Pero ¿Cómo se consiguen los materiales superconductores?

Estos materiales se consiguen mediante la transición de fase de un material (este material de por si suele ser conductor). La transición de fase se produce cuando el material está sometido a temperaturas inferiores a la Temperatura Critica (TC). La Temperatura Critica es una temperatura muy baja. Para bajar tanto la temperatura, se recurre al nitrógeno liquido. Además esta temperatura es diferente de cada material. Por ejemplo: no tiene la misma TC el mercurio que el cinc.

Algunos ejemplos de materiales que pueden ser superconductores son: Galio, Talio, Aluminio, Cinc, Cadmio, Niobio, Uranio, Mercurio, Estaño, Bismuto, Aluminio, Litio, Berilio y Plomo (entre otros). Para ver visualmente esto he preparado una mini presentación con fotos de estos (Link presentación: https://drive.google.com/file/d/1EeuNdhSuEHfnn4Fgv3xAfvDeKJKC_7KZ/view?usp=sharing). Para integrar mejor estos nombre he preparado una sopa de letras (en la que hay que buscar nueve de los nombres de estos materiales).

Debido a las bajas temperaturas sobre las que trabajan es muy difícil utilizarlo en la vida común. Esto en la actualidad está siendo estudiado por el CSIC y la Universidad de Barcelona. Lo están investigando debido a que puede ser un gran avance ecológico mundial. Se cree que será un gran avance ya que serán un 50% más eficaces que los conductores. Ahora seguramente te estés diciendo que si que es un avance, pero ¿por que ecológico? Bueno pues esto es básicamente por que se tendrá que producir menos electricidad debido a la eficacia de las líneas de distribución. Entonces al no tener que producir tanta electricidad tampoco habrá que consumir tantos recursos fósiles. Recursos que además producen CO2 al ser quemados (para la obtención de energía eléctrica).

Pero no solo son conocidos estos materiales por sus propiedades eléctricas. También por sus propiedades magnéticas. ¿Alguna vez habéis oído hablar del efecto Meissner? Bueno, pues el efecto Meissner habla de como los materiales superconductores pueden levitar (hasta un máximo de 4cm aproximadamente). Esta levitación se hace mediante un imán y un trozo de superconductor. El efecto Meissner describe la levitación que es generada de la siguiente manera:

Las líneas magnéticas de un imán son expulsadas del imán.
Generando así corrientes magnéticas en el superconductor.
Estas corrientes magnéticas dan lugar a corrientes magnéticas opuestas a las del imán.
Esto hace que se repelan el superconductor y el imán.
Finalmente al repelerse el componente que este arriba estará levitando.

Con este efecto se ha abierto un mundo de posibles cosas que hacer. Por ejemplo, en caso de poner una vía de imanes:

El superconductor podrá desplazarse levitando por esta.
Si sobre la vía ponemos un imán más alto, el superconductor a veces los superara y otras no.
Si ponemos la vía al revés el superconductor podrá circular igual y no se caerá.
Si mandamos uno tras otro dos superconductores en la misma dirección y diferente altura, avanzaran cuando se crucen un poco en la misma dirección, pero después cambiarán la dirección.

Esto y muchos más experimentos se nos aparecen cuando se empieza a investigar sobre este efecto. Además en la actualidad, se esta mirando la forma de aplicar estos conocimientos en algo útil. Un ejemplo son los trenes a los que se les aplica el efecto Meissner. Esto sería un gran avance ya que entonces no existiría rozamiento con el suelo (aunque si con el aire). Esta falta de rozamiento podría conducir a que los trenes alcanzaran velocidades grandiosas. Velocidades tan grandes que podrían llegar a ser de 1000Km/h. Se han empezado a sacar prototipos en China y Estados Unidos pero continúan siendo testeados.

Para entender mejor el efecto Meissner y para comprobar lo aprendido adjunto este video.

Yo creo que este material tendrá una gran repercusión en el futuro. Aparte es un campo de investigación que esta vigente en la actualidad y no se le da el protagonismo merecido. También es importante este material debido a que en el futuro ayudara a la ecología y a otros campos, por ejemplo: