La mayoría de los materiales que usa la gente son aislantes, como plástico, o conductores, como una olla de aluminio o un cable de cobre. Los aisladores muestran una resistencia muy alta a la electricidad. Los conductores como el cobre muestran cierta resistencia. Otra clase de materiales no muestra resistencia en absoluto cuando se enfría a temperaturas muy bajas, más frío que el congelador más frío. Llamados superconductores, fueron descubiertos en 1911. Hoy, están revolucionando la red eléctrica, la tecnología de la telefonía celular y el diagnóstico médico. Los científicos están trabajando para que funcionen a temperatura ambiente.
Ventaja 1: Transformar la red eléctrica
La red de energía eléctrica se encuentra entre los mayores logros de la ingeniería del siglo XX. La demanda, sin embargo, está a punto de abrumarla. Por ejemplo, el apagón en América del Norte de 2003, que duró unos cuatro días, afectó a más de 50 millones de personas y provocó pérdidas económicas de unos 6.000 millones de dólares. La tecnología de superconductores proporciona alambres y cables sin pérdidas y mejora la confiabilidad y eficiencia de la red eléctrica. Hay planes en marcha para reemplazar en 2030 la red eléctrica actual con una red eléctrica superconductora. Un sistema de energía superconductora ocupa menos espacio y está enterrado en el suelo, bastante diferente de las líneas de cuadrícula actuales.
Ventaja 2: mejora de las telecomunicaciones de banda ancha
La tecnología de telecomunicaciones de banda ancha, que funciona mejor en frecuencias de gigahercios, es muy útil para mejorar la eficiencia y confiabilidad de los teléfonos celulares. Estas frecuencias son muy difíciles de conseguir con circuitos basados en semiconductores. Sin embargo, se han logrado fácilmente con el receptor basado en superconductores de Hypres, utilizando una tecnología llamada receptor de circuito integrado rápido cuántico de flujo único o RSFQ. Funciona con la ayuda de un refrigerador criogénico de 4 kelvin. Esta tecnología está apareciendo en muchas torres transmisoras de receptores de teléfonos celulares.
Ventaja 3: Ayuda al diagnóstico médico
Una de las primeras aplicaciones a gran escala de la superconductividad es el diagnóstico médico. La resonancia magnética, o MRI, utiliza poderosos imanes superconductores para producir campos magnéticos grandes y uniformes dentro del cuerpo del paciente. Los escáneres de resonancia magnética, que contienen un sistema de refrigeración de helio líquido, detectan cómo estos campos magnéticos se reflejan en los órganos del cuerpo. La máquina finalmente produce 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 de fisiología o medicina 2003 "por sus descubrimientos sobre la resonancia magnética, "subyacente a la importancia de la resonancia magnética, y por implicación superconductores, para medicamento.
Desventajas de los superconductores
Los materiales superconductores se superconducen solo cuando se mantienen por debajo de una temperatura determinada llamada temperatura de transición. Para los superconductores prácticos actualmente conocidos, la temperatura está muy por debajo de 77 Kelvin, la temperatura del nitrógeno líquido. Mantenerlos por debajo de esa temperatura implica una gran cantidad de tecnología criogénica costosa. Por lo tanto, los superconductores aún no aparecen en la mayoría de los dispositivos electrónicos cotidianos. Los científicos están trabajando en el diseño de superconductores que puedan funcionar a temperatura ambiente.