La científica Leni Bascones nos descubre los materiales superconductores; aquellos que no presentan resistencia al paso de la corriente eléctrica y, por tanto, no consumen energía al conducir la electricidad. ¿Serán clave para conseguir la transición a un modelo energético más sostenible?
El desarrollo de la investigación en materiales superconductores podría darnos una clave en la lucha por crear ciudades más eficientes. De hecho, los sistemas eléctricos basados en estos materiales representa una gran oportunidad en la lucha climática.
El motivo: los materiales superconductores presentan una mayor eficiencia, un tamaño más pequeño y peso reducido en comparación con las tecnologías existentes. Además, se trata de materiales que no requieren energía para conducir energía. Y también pueden contribuir a mejorar la calidad de la energía y aumentar fiabilidad del sistema eléctrico.
Búsqueda de materiales superconductores
En la película Avatar, el director James Cameron imaginó la Tierra en el año 2154 sumida en una grave crisis energética. Para afrontarla enviaron una misión a Pandora, una luna sorprendente donde las montañas Halleluyah flotan. Allí querían extraer el unobtanium, un mineral extremadamente valioso que podría solucionar el problema energético de la Tierra.
La trama de la película no surgió únicamente de la desbordante imaginación de Cameron, sino también de su formación como físico. La superconductividad es una propiedad de algunos materiales que no presentan resistencia al paso de la corriente eléctrica y, por tanto, no consumen energía al conducir la electricidad. Su especial relación con los campos magnéticos da lugar a espectaculares fenómenos de levitación, como los de las montañas Halleluyah, ricas en el superconductor unobtanium.
En la Tierra hay miles de materiales que son superconductores, pero solamente si están por debajo de una temperatura crítica, diferente para cada superconductor. Y de momento, no se conoce ningún material que, a presión ambiente, superconduzca por encima de 140 grados bajo cero. Lo que hacía especial al unobtanium de Avatar era su capacidad para ser superconductor incluso a temperatura ambiente.
Nuevas aplicaciones de los superconductores
A pesar de la necesidad de enfriar, los materiales superconductores a nuestra disposición ofrecen grandes oportunidades en la transición a un modelo energético más sostenible. La aplicación más directa está en el entramado o sistema eléctrico que abastece de energía a las ciudades y los hogares. Es el uso de cables superconductores que transmitan la electricidad sin gastar energía, como el que lleva funcionando varios años en Essen.
Pero además los superconductores abren la puerta a la fabricación de motores, generadores e imanes que aún siendo más pequeños y ligeros que los actuales sean más potentes y eficientes. Esto es posible gracias a la alta densidad de corriente que puede transmitir un superconductor y a la capacidad de atrapar los flujos magnéticos.
Aplicaciones de los superconductores en el transporte
El transporte, una de las principales fuentes de contaminación, es también una de las áreas que más pueden beneficiarse. Después de años de pruebas, en Japón se está construyendo una línea de tren de levitación basada en imanes superconductores que unirá Tokio y Osaka con velocidades de hasta 600 km/h. Se pretende que tan alta velocidad haga que muchas personas elijan el tren, en vez del avión, mucho más contaminante.
Por otra parte ya se ha demostrado la viabilidad de utilizar motores superconductores en los barcos y actualmente se está desarrollando el primer prototipo de motor completamente superconductor para grandes aviones de uso civil. La superconductividad podría utilizarse también en la electrónica del futuro avión eléctrico.
Producción energética
En la producción de energía, los aerogeneradores son buenos candidatos para aprovechar el menor tamaño de los generadores superconductores. Recientemente en el marco de una colaboración europea se ha sustituido y probado con éxito una turbina comercial por una superconductora.
Como la producción de energías renovables no coincide con los picos de demanda, para su aprovechamiento es clave contar con un buen sistema de acumuladores. Aunque menos desarrollada que las aplicaciones anteriores la superconductividad también puede contribuir en este campo.
Y no podemos olvidar que los superconductores son la base de la gran instalación internacional ITER que estudiará la viabilidad de producir energía por fusión nuclear.
Aunque gran parte de estas aplicaciones están actualmente en fase prototipo o desarrollo los superconductores se utilizan de forma habitual en las máquinas de resonancia magnética de los hospitales o en aceleradores como el CERN. Por tanto, es esperable que la próxima década sea testigo de un gran avance en las aplicaciones de los superconductores para un futuro más limpio.
