La electricidad ha transformado el mundo al hacer posible muchas innovaciones, como nuevos electrodomésticos y comunicaciones más rápidas. Los superconductores podrían revolucionar todo de nuevo: si tan solo los físicos pudieran descubrir cómo hacerlos prácticos.
La superconductividad
Ocurre cuando un material deja de resistir una corriente eléctrica. En otras palabras, es electricidad sin fricción. Los materiales que facilitan este flujo fácil y sin resistencia se denominan superconductores.
El 5% de la electricidad generada en los países más industrializados se desperdicia en transmisión y distribución, lo que cuesta a los consumidores decenas de miles de millones de euros cada año.
Electricidad
Se genera cuando los electrones fluyen de un átomo a otro. En este momento, la vida diaria se alimenta de electricidad que tiene que vencer muchas resistencias. Esta resistencia hace que los conductores típicos, como los cables de cobre, pierdan energía cada vez que se mueve un electrón. Esta ineficiencia viene en forma de calor liberado.
Esta resistencia es la culpable si su computadora portátil se sobrecalienta, las baterías se agotan y las bombillas se queman.
Pero si usáramos superconductores (materiales que no pierden energía cuando los electrones se mueven), todos nuestros dispositivos eléctricos (y redes eléctricas completas) tendrían una importante mejora en la eficiencia.
Superconductores, maravillas en las rocas
De hecho, ya tenemos superconductores hoy. La mayoría de ellos se utilizan para alimentar escáneres corporales en hospitales, como las resonancias magnéticas.
Pero hoy la superconductividad depende de enfriar el material a temperaturas extremadamente bajas, la mayoría de las veces hasta congelarse. Por razones obvias, esto ciertamente no sería práctico para teléfonos celulares o computadoras personales.
Cosas calientes
Si queremos desbloquear el potencial comercial generalizado de los superconductores, tendremos que elevar la temperatura. Durante décadas, los científicos han estado buscando superconductividad a temperatura ambiente.
A fines del año pasado, lo encontraron.
En octubre de 2020, científicos de la Universidad de Rochester anunciado haber alcanzado la superconductividad a solo 10 ° C, en un material compuesto de hidrógeno, azufre y carbono.
Anteriormente, la temperatura más alta para la superconductividad era de -13 ° C en 2018.
"En 10 o 15 años, probablemente veremos un mundo diferente".
En solo dos años, la ciencia ha pasado de trabajar con una temperatura hipotérmica a un agradable y templado día de otoño.
Ranga Dias, el ingeniero mecánico que dirigió la investigación, piensa que esto fue un punto de inflexión.
Esto realmente puede poner patas arriba al mundo entero en términos de tecnología. Es por eso que tantos investigadores están poniendo todo su esfuerzo en hacerlo realidad. En 10, 15 años probablemente veremos un mundo diferente.
Ranga Dias
¿Qué falta por hacer?
Lograr la superconductividad a temperatura ambiente es una tarea enorme, pero hay un problema, que es casi tan grande como el problema de la temperatura.
Para hacer que los superconductores funcionaran a temperaturas tan altas, Dias y su equipo tuvieron que aplicar presión, mucha presión. Tuvieron que exprimir el material a 267 gigapascales, más de 2 millones de veces la presión atmosférica de la Tierra.
"La gente siempre ha hablado de la superconductividad a temperatura ambiente", dice. chris pickard, científico de materiales de la Universidad de Cambridge. "Es posible que no hayan apreciado mucho que cuando sucedió, lo hicimos bajo presiones tan altas".
Este requisito de alta presión mantendrá los superconductores a temperatura ambiente todavía en el laboratorio por ahora.
El futuro de los superconductores
Una vez resuelto el problema de la temperatura, los científicos están buscando superconductores capaces de funcionar incluso a presión ambiental.
Encontrar superconductores de este tipo abriría muchas opciones comerciales que por el momento parecen solo un sueño: la resonancia magnética podría volverse más poderosa y ayudar a los médicos a diagnosticar enfermedades antes. Las computadoras cuánticas llegarían al mercado masivo: todos nuestros dispositivos eléctricos serían más rápidos y durarían más.
Los científicos utilizan cálculos informáticos para guiar su investigación. Estos cálculos ayudan a determinar la estructura y propiedades del material que buscan.
pablo chu, director fundador y científico jefe del Centro de Superconductividad de Texas en la Universidad de Houston, cree en el enorme potencial de esta tecnología. Y tiene razón.
