BUSCAN SUPERCONDUCTORES A TEMPERATURA AMBIENTE

Resumen

LOS SUPERCONDUCTORES SON MATERIALES QUE PIERDEN TODA RESISTENCIA ELÉCTRICA POR DEBAJO DE LOS 109 GRADOS CENTÍGRADOS BAJO CERO, TEMPERATURA QUE POR AHORA ES DEMASIADO BAJA. POR ELLO, LO IDEAL SERÍA CONTAR CON SUPERCONDUCTORES A TEMPERATURA AMBIENTE PARA QUE, POR EJEMPLO, EL AGUA PUDIERA USARSE COMO REFRIGERANTE, EN VEZ DE UTILIZAR NITRÓGENO O HELIO LÍQUIDOS QUE RESULTAN CAROS Y COMPLICADOS EN SU MANEJO. MANUEL DE LLANO, DEL INSTITUTO DE INVESTIGACIONES EN MATERIALES (IIM), PREVIÓ QUE SI LO ANTERIOR SE LOGRARA HABRÍA UNA GRAN REVOLUCIÓN EN LAS INDUSTRIAS ELÉCTRICA, MÉDICA, DE COMPUTACIÓN Y DE TRANSPORTES, ENTRE OTRAS. CON ELLO, AGREGÓ, PODRÍA EXISTIR ENERGÍA LIMPIA, BARATA Y ABUNDANTE A PARTIR DE LA FUSIÓN NUCLEAR; POTENCIA ELÉCTRICA QUE DUPLIQUE LA ACTUAL, PRODUCIDA POR GENERADORES CONVENCIONALES; NUEVOS TIPOS DE BATERÍAS RECARGABLES DE ENORME POTENCIA DE ALMACENAJE. INCLUSO ELECTRODOMÉSTICOS QUE CASI NO CONSUMAN ENERGÍA. ADEMÁS HABRÍA ESCANERS DE IMAGENOLOGÍA MÉDICA (POR EJEMPLO, DE RESONANCIA MAGNÉTICA NUCLEAR) PORTÁTILES Y BARATOS; O BIEN, SUPERCOMPUTADORAS ULTRA-RÁPIDAS DEL TAMAÑO DE UNA CAJA DE ZAPATOS; COCHES ELÉCTRICOS BARATOS Y NO CONTAMINANTES; COHETES QUE REQUIERAN MUCHO MENOS COMBUSTIBLE O SISTEMAS MAGNÉTICOS PARA EXTRAER IMPUREZAS DEL AGUA, ENTRE MUCHOS OTROS ADELANTOS. COMO PARTE DE LAS CELEBRACIONES POR EL AÑO INTERNACIONAL DE LA FÍSICA, DE LLANO DICTÓ UNA CONFERENCIA EN EL TEATRO DEL MUSEO DE LAS CIENCIAS, UNIVERSUM. SEÑALÓ QUE LA APLICACIÓN MÁS COMÚN Y FAMILIAR DE LOS SUPERCONDUCTORES SON LOS GIGANTESCOS APARATOS PARA HACER LAS TOMOGRAFÍAS EN LOS HOSPITALES, LOS CUALES OBTIENEN IMÁGENES DEL INTERIOR DEL CUERPO HUMANO. MANUEL DE LLANO RECORDÓ QUE LA ESCALA CENTÍGRADA DE TEMPERATURAS ESTABLECE QUE -A LA PRESIÓN DE UNA ATMÓSFERA- EL PUNTO DE CONGELACIÓN DEL AGUA CORRESPONDE A CERO GRADOS Y EL DE EBULLICIÓN A CIEN. DADO QUE SE TRATA DE UNA ESCALA ARBITRARIA, EN ELLA EXISTEN TEMPERATURAS INFERIORES O BAJO CERO. SIN EMBARGO, EN FÍSICA, Y EN LA CIENCIA EN GENERAL, INTERESABA DISPONER DE UNA ESCALA ABSOLUTA DE TEMPERATURAS EN LA QUE CERO GRADOS CORRESPONDIERA A LA TEMPERATURA MÁS BAJA POSIBLE DESDE UN PUNTO DE VISTA TERMODINÁMICO. POR ESTA RAZÓN SE ESTABLECIÓ LA ESCALA KELVIN, CUYO INICIO ES EL CERO ABSOLUTO (ES DECIR, 273 GRADOS CENTÍGRADOS BAJO CERO. EN ESTA ESCALA NO PUEDE HABER TEMPERATURAS NEGATIVAS). MÁS ADELANTE, SE PREGUNTÓ ¨POR QUÉ LEVITA UN SUPERCONDUCTOR SOBRE UN CAMPO MAGNÉTICO?. "EN UN AISLANTE PENETRAN CAMPOS ELÉCTRICOS Y MAGNÉTICOS; EN UN CONDUCTOR PENETRA EL CAMPO MAGNÉTICO PERO NO EL ELÉCTRICO; EN UN SUPERCONDUCTOR NO PENETRAN NI LOS CAMPOS ELÉCTRICOS NI LOS MAGNÉTICOS, POR ESO SE PRESENTA EL FENÓMENO DE LA LEVITACIÓN". DE LOS ELEMENTOS DE LA TABLA PERIÓDICA, 85 SON METALES (CONDUCTORES ELÉCTRICOS) Y DE ÉSTOS MÁS DE 43 SON SUPERCONDUCTORES, AUNQUE ALGUNOS LO SEAN SÓLO CUANDO ESTÁN BAJO ALTAS PRESIONES, COMO EL AZUFRE. EL NOBIO TIENE LA TC (TEMPERATURA CRÍTICA, PROPIEDAD QUE ADQUIERE UN METAL DE SER SUPERCONDUCTOR) MÁS ALTA, DE 9.3 KELVIN Y LA MÁS BAJA ES DE 0.0003 KELVIN, LA CUAL CORRESPONDE AL RODIO. EL CIENTÍFICO SEÑALÓ QUE SE HAN ENCONTRADO ALREDEDOR DE SEIS MIL ALEACIONES BINARIAS Y TERNARIAS QUE NO HABÍAN LLEGADO A UNA TC MÁS ALTA DE 23 GRADOS KELVIN. SIN EMBARGO, EL "SANTO GRIAL" BUSCADO REQUIERE 300 KELVIN (CORRESPONDIENTES A 27 GRADOS CENTÍGRADOS), QUE ES LA TEMPERATURA AMBIENTE. LUEGO, EN 1986 SE DESCUBRIÓ UNA NUEVA CLASE DE SUPERCONDUCTORES: CERÁMICOS ÓXIDOS O CUPRATOS QUE SON CASI BIDIMENSIONALES PORQUE CONSISTEN EN PLANOS DE ÁTOMOS DE COBRE Y OXÍGENO PARALELOS ENTRE SÍ. EL PRIMER SUPERCONDUCTOR CON ALTA TC, DEL ORDEN DE 30 A 40 KELVIN, FUE EL COMPUESTO CUATERNARIO LANTANO-BARIO-COBRE-OXÍGENO. ESE SALTO SE CONSIDERÓ TAN IMPORTANTE QUE A SUS DESCUBRIDORES, MLLER Y BEDNORZ LE OTORGARON EL PREMIO NOBEL. UN AÑO DESPUÉS SE DESCUBRIÓ OTRO CUPRATO CON UN TC DE 93 GRADOS KELVIN, TEMPERATURA POR ENCIMA DE LA DE EBULLICIÓN DEL NITRÓGENO LÍQUIDO, QUE ES DE 77. "HASTA ESE MOMENTO SE TENÍA QUE USAR FORZOSAMENTE EL HELIO LÍQUIDO Y A PARTIR DE ESTE SUPERCONDUCTOR SE PUDO UTILIZAR EL NITRÓGENO LÍQUIDO, MÁS BARATO Y EFICIENTE". LA TC MÁS ALTA CONSEGUIDA HASTA LA FECHA ES DE 164 GRADOS KELVIN QUE CORRESPONDE A 109 GRADOS CENTÍGRADOS BAJO CERO, DEMASIADO FRÍA TODAVÍA COMO PARA UTILIZAR UN REFRIGERANTE BARATO. ADEMÁS, PARA LLEGAR A ELLA SE REQUIEREN PRESIONES ALTÍSIMAS. "EN SÓLO SIETE AÑOS SE LOGRÓ SUBIR LA TEMPERATURA CRÍTICA DE 23 GRADOS KELVIN HASTA 164. SIN EMBARGO, DESDE HACE 12 AÑOS NO HA HABIDO NINGÚN OTRO AVANCE. ES DIFÍCIL AVERIGUAR EXACTAMENTE QUÉ ESTÁ PASANDO EN LOS NIVELES ELECTRÓNICO, ATÓMICO Y MOLECULAR EN LOS SUPERCONDUCTORES. DE AHÍ EL INTERÉS DE ESTUDIARLOS". ASIMISMO, EXPLICÓ QUE SE LLAMA CERO ABSOLUTO A LO MÁS FRÍO QUE PUEDEN ESTAR LOS ÁTOMOS, ES DECIR, CUANDO ÉSTOS (POR EFECTOS CUÁNTICOS) CASI DEJAN DE MOVERSE. ESO OCURRE, PRECISAMENTE, A 273 GRADOS