Traspasando las fronteras tecnológicas: superconductividad y almacenamiento eléctrico
Esta capacidad intrínseca de algunos materiales, ocurre a -273ºC, es decir, en el cero absoluto de temperatura, donde no existe vibración de los electrones y por tanto la electricidad puede fluir por el material sin generar choques, es decir, sin resistencia eléctrica.
Desde su descubrimiento en 1911, se han realizado múltiples investigaciones para incrementar la temperatura a la que estos materiales obtienen su capacidad superconductora, ya que alcanzar 0ºK (-273ºC) requiere de un aporte de energía inmenso y todavía no compensa el coste/ beneficio que implica este proceso.
El santo grial de la superconductividad es encontrar un material que a temperatura ambiente se comporte como un superconductor, de manera que no se necesite un aporte de energía para conseguir esta capacidad.
Hasta la fecha, se ha conseguido alcanzar temperaturas de 135ºK (-138.15ºC) o 164ºK (-109,15ºC) bajo grandes presiones, pero no es suficiente como para ser utilizado en las necesidades de hoy en día debido a su alto coste y dificultosas condiciones de mantenimiento.
Sin embargo, recientemente se ha descubierto nuevas revelaciones con respecto a la superconductividad que podría dar paso a un nuevo salto en alcanzar el salto grial.
A través del estudio de las estructuras moleculares de los compuestos químicos, se ha descubierto que las propiedades magnéticas de los materiales influyen de manera determinante en el comportamiento eléctrico de los mismos. De esta manera, empiezan a abrirse nuevos caminos de investigación que podrían derivar en ponerse sobre la pista de construir materiales superconductores a temperatura ambiente, un descubrimiento que sin lugar a dudas equivaldría al premio nobel y que cambiaría radicalmente la tecnología, y por tanto, nuestra sociedad.
Entre otras aplicaciones que la superconductividad puede darnos, están las siguientes:
· Almacenamiento eléctrico
Dada la capacidad de hacer fluir la electricidad por estos materiales sin pérdidas de intensidad, si dispusiésemos el recorrido de la electricidad en una bobina, la electricidad podría estar circulando indefinidamente hasta que se demande su uso.
Si imaginamos una bobina de medidas kilométricas, podríamos llevar a poder almacenar cantidades ingentes de energía eléctrica. Entre otras posibilidades, podríamos obtener toda la energía eléctrica de tormentas y otros fenómenos naturales, obteniendo energía gratuita en milisegundos. Probablemente podría ser la manera más eficiente de obtener energía eléctrica. En un solo rayo, se produce 1 Terawatio en 30 segundos y calienta el aire a 20.000ºC, es decir, a 3 veces la temperatura del sol.
· Generadores eléctricos
Los generadores superconductores multiplicaría la eficiencia en un 99% y la reducción del tamaño sería más del 50%. Además, se multiplicaría la eficiencia en la transmisión de la energía generada en más de un 7000%.
· Militar
Las aplicaciones en el área militar son indefinidas. Entre otras podrían estar la aceleración de proyectiles y dispositivos aerodinámicos a una velocidad muchas veces más alta que en la actualidad, ya que dispositivos acelerados por levitación electromagnética podrían ser acelerados hasta barreras insospechadas. Por otro lado, los SQUIDs (detectores de campos electromagnéticos con una precisión muy alta) se utilizan para detectar submarinos, dispositivos electromecánicos, incluso para detectar la presencia humana a través de la utilización de animales entrenados, como los delfines.
En este sentido, una de las aplicaciones más impactantes sería las “eBombs”, es decir, bombas que generan un campo magnético tan potente que generaría un pulso electromagnético capaz de destruir cualquier equipo o dispositivo electrónico del enemigo, tanto a campo abierto como también en zonas urbanas.
· Imágenes médicas
La resonancia magnética podría multiplicar su eficiencia mediante el uso de materiales superconductores, así como los dispositivos Squids de detección de campos electromagnéticos diminutos.
· Transporte
Utilizando electroimanes formados por superconductores, se puede lograr la levitación. Esto se utiliza en la actualidad en los trenes MagLev donde se puede llegar a velocidades infinitas con un gasto energético muy inferior al habitual con otros tipos de energía. No obstante, existen multitud de aplicaciones para la levitación, fundamentalmente aplicadas al transporte (coches, trenes, submarinos, etc). También se utilizan en los aceleradores de partículas.
· Superordenadores
La velocidad de transmisión de datos en los ordenadores podría incrementarse por 1000 con materiales superconductores, o incluso por más aplicando la mecánica cuántica (localización de un mismo electrón en 2 sitios a la misma vez)
Las aplicaciones son enormes y realmente suponen un cambio radical en muchas áreas científicas y tecnológicas que supondrán una transformación de nuestra sociedad hacia nuevas fronteras de desarrollo y evolución humana.
Exponemos algunos ejemplos reales en algunas de las aplicaciones de la superconductividad:
· Detroit, EEUU
Hace ya 7 años que en un distrito de esta ciudad cambiaron 8 Toneladas de cable de cobre por un cable superconductor de primera generación de 110 kg. El espacio que dejo el cable antiguo deja la posibilidad de expandir su capacidad mucho más de la demanda de años venideros. De esta experiencia exitosa, se ha seguido implementando distintas aplicaciones de cables 1G, e incluso hacia aplicaciones 2G.
Las experiencias de ciudades como Detroit, han hecho que otras ciudades implementen redes de distribución de alta potencia basadas en superconductores en los centros urbanos como Nueva York, Columbus, Amsterdam, Copenhague o Seul.
· Manhattan, Nueva York
La empresa AMSC recientemente vendió un cable superconductor de alta temperatura de 17 km para desarrollar la red de Manhattan. Este producto que suministra 10 veces más potencia que la equivalente en un cable de cobre, se denomina Super redes seguras (secure super grids), porque evita las caídas de tensión. Esto se debe por la característica de un superconductor de que una vez que el cable llegue al máximo de corriente, cesa de conducir y se transforma en resistivo, así que bloquea las caídas de tensión.
· Parques eólicos
Si los cables superconductores de alta temperatura llegan a cumplir la promesa de la reducción de pérdidas por transporte a un precio aceptable, ayudará a la viabilidad de los parques eólicos para transmitir su energía a largas distancias hacia redes de distribución establecidas. Por ejemplo, el gobierno de EEUU está considerando la implementación de estos superconductores para unir la energía eólica con otras energías renovables en las ciudades más grandes del país, fundamentalmente cerca de la costa.
Además, esta tecnología podría instalarse dentro de los aerogeneradores, reduciendo a un tercio el tamaño y a un cuarto el peso de los actuales. Esto facilitaría e incrementaría los aerogeneradores offshore, además de reducir los costes de generación eléctrica hasta un cuarto.
De hecho, la enorme eficiencia y la densidad de energía que los aerogeneradores superconductores están consiguiendo, representa la mejor solución para abordar los retos técnicos y económicos a la que la industria de las energías renovables se enfrenta hoy en día.
Por todo ello, podemos decir que la superconductividad dejo de ser un sueño del futuro y es una realidad del presente. Especialmente por su capacidad de doblar la producción eléctrica en comparación con los actuales aerogeneradores, además de su capacidad de reducir notablemente las pérdidas de transmisión y distribución.
Otros sectores como la hidroeléctrica o la maremotriz pueden ser las siguientes en aplicar dicha tecnología. Por esta razón, los inversores han de tener muy en cuenta las posibilidades reales que esta tecnología está brindando a nivel mundial, ya que realmente es una tecnología que cambia radicalmente las reglas del juego.
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