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CIENCIA & TECNOLOGÍA John Nash
Superconductividad
La resistencia ofrecida por los materiales al paso de una corriente eléctrica transforma parte de su energía en calor. Aunque este efecto puede ser usado de forma provechosa para calentar (calefactores, secadores, cocinas eléctricas,...), supone un gran pro-blema en cualquier aplicación.
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turas, aunque el estudio y descubrimiento de nuevos materiales con una temperatura crítica elevada (cercana a la temperatura ambiente) arroja nuevas expectativas. A
Sin embargo, en 1911 el físico holandés Heike Kamerlingh Onnes descubrió, al estudiar las propiedades de la materia a bajas temperaturas, que la resistencia eléctrica del mercurio se anulaba completamente por debajo de 4,3 K (-269 ºC). Se estudiaron otros metales y se comprobó que, por debajo de una determinada temperatura, también eran capaces de transmitir una corriente eléctrica sin pérdidas. A esta temperatura se le conoce como “temperatura crítica” y marca el paso del estado normal al estado superconductor.
pesar de ello, ya existen numerosas aplicaciones en las que la superconductividad se emplea hoy en día: almacenamiento y transporte de energía sin pérdidas, investigación espacial, aplicaciones en electrónica, resonancia magnética en hospitales... Otra aplicación novedosa puede ser el diseño de nuevas tecnologías aplicadas a los medios de transporte. Ahora que está tan de moda hablar de si llega el AVE pronto o no, si va a tener la velocidad que se espera de él o por el contrario será sólo un poco más rápido que el TALGO que ya tenemos, nos hemos planteado echar un vistazo a otros países y a los novedosos sistemas que ya se están implementando.
Además de no poseer resistencia eléctrica, los materiales superconductores presentan otro comportamiento fascinante, descubierto en 1933 por Walter Meissner y Robert Ochsenfeld, que se conoce como “Efecto Meissner”. Cuando se aplica un campo magnético externo a un material superconductor, éste no puede penetrar en su interior. Este efecto puede utilizarse para producir un tipo de “levitación magnética”, como explicamos más adelante. Para encontrar una explicación teórica completa a este fenómeno hubo que esperar hasta los años 60, en los que se desarrolló la teoría BCS, debida a los científicos Bardeen, Cooper y Schrieffer, por la cual ganaron el premio Nobel en 1972, y cuyo punto fuerte es la “aparición” de una fuerza atractiva entre los electrones que viajan a través del material superconductor. La aplicación de la superconductividad aún esta muy limitada por su aparición a muy bajas tempera-
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Primero nos hemos fijado en los trenes magnéticos, que tantas veces nos enseñan en la televisión, por ejemplo, un tren japonés de levitación magnética (maglev), que logró un récord mundial de velocidad, superando su propia marca fijada un mes antes. El tren de pruebas de tres vagones con pasajeros estableció la marca mundial de ¡581 kilómetros por hora! Y nosotros nos preguntamos, ¿cuál es el fundamento que permite alcanzar tal velocidad a un tren? Pues bien, todo se basa en la levitación magnética. El tren se encuentra suspendido en el aire por encima de la vía, siendo propulsado hacia adelante por medio de las fuerzas repulsivas y atractivas de unos potentes imanes. Estos imanes se enfrían a muy baja temperatura, en torno a -200ºC, ayudándonos del nitrógeno líquido o helio para conseguir este enfriamiento, y los imanes a esta temperatura ejercen una fuerza de repulsión sobre las vías, consiguiendo así que el vagón levite, pero a la vez ejerce una fuerza de atracción, impidiendo que el tren se escape de los raíles.
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