As diferentes utilidades dos supercondutores

O descubrimento da supercondutividade é un dos máis sorprendentes da historia de ciencia moderna. Pero…. Que é a supercondutividade?

Para comprender o que se oculta tras ese nome debemos intentar recordar algúns conceptos básicos. Os metais son materiais que conducen ben a calor e a electricidade, e que cando unha corrente eléctrica circula por un fío condutor, este quéntase, como ocorre coas estufas e quentadores eléctricos. O fenómeno descrito por efecto Joule, débese a que os metais presentan certas resistencias ao paso da corrente eléctrica polo seu interior, xa que cando se moven, chocan cos átomos do material que están vibrando.

Nun material supercondutor isto non ocorre, estes materiais non ofrecen ningunha resistencia ao paso da corrente eléctrica continua por debaixo dunha certa temperatura.

Os electróns agrúpanse en parellas interacionando cos átomos do material de maneira que logran sintonizar o seu movemento cos dos átomos, desprazándose sen chocar con eles.

Isto significa que non se quentan, polo que non hai perdas de enerxía ao transportar a corrente eléctrica debido ao efecto Joule.

Estes materiais supercondutores lograron que aumente o interese tecnolóxico para desenvolver un gran número de aplicacións. Sen esquecer a posibilidade de que nun futuro se poidan descubrir materiais supercondutores a temperatura ambiente, a comunidade científica está realizando un gran esforzo para mellorar os sistemas de refrixeración e lograr que sexa unha realidade que estes materiais se integren nas nosas vidas.

Algunhas aplicacións dos supercondutores:

A produción de grandes campos magnéticos:

Un exemplo da aplicación destes grandes campos magnéticos son os equipos de resonancia magnética que se utilizan en investigación e os comunmente utilizados nos hospitais.

Conducir corrente eléctrica sen perdas:

Os supercondutores permiten conducir la corrente eléctrica sen perdas, polo que poden transportar densidades de corrente por enriba de 2000 veces o que transporta un cable de cobre.

Se contásemos con xeradores, liñas de transmisión e transformadores baseados en supercondutores, obteríamos un gran aumento da eficiencia, có consecuente beneficio medioambiental que suporía o aforro de combustible.

Tamén podemos encontrar materiais supercondutores en dispositivos electrónicos. Entre eles destacan os chamados “SQUIDS”, cos que podemos detectar campos magnéticos inferiores a unha mil millonésima parte do campo magnético terrestre. Entre outras aplicacións, estanse desenvolvendo con eles estudios xeolóxicos, ou incluso encefalogramas sen necesidade de tocar a cabeza do enfermo.

Así funciona o tren de levitación…

A levitación magnética é unha das aplicacións máis coñecida e fascinante dos materiais supercondutores.

Ao colocar un material supercondutor a temperatura ambiente sobre unha configuración de imáns, o campo magnético penetra totalmente no supercondutor.

Despois de enfrialo con nitróxeno líquido e alcanzar a temperatura crítica, é dicir, o estado supercondutor, case todo o campo magnético permanece dentro do supercondutor, é dicir, “recorda” o campo no que foi refrixerado e oponse a calquera variación do mesmo. Se neste estado tratamos de alonxalo do imán, encontraremos unha forza atractiva entre ambos, de maneira que o supercondutor arrastrará ao imán.

Se colocamos o supercondutor a unha certa altura sobre o imán e o refrixeramos, este no só recordará o campo, senón tamén a altura, na que se manterá levitando mentres estea por debaixo da temperatura crítica.

Esta propiedade, a levitación, na que se evita o rozamento coas vías, xa se está aplicando en Xapón onde fabricaron un prototipo de tren baseado en levitación con supercondutores e que puido alcanzar os 550 km/h.

Antes de ler este artigo coñecías a existencia deste tipo de trens?

Cres que este tipo de tren chegará algún día a España?

Esta entrada foi publicada en superconductores. Garda o enlace permanente.