Superconductividad

Uno de los grandes problemas de nuestra “sociedad eléctrica” es que con nuestra tecnológica actual se pierden muchísima energía al transportar electricidad. Resulta que los cables que usamos para conducir electricidad lo hacen con bastante deficiencia debido a la resistencia natural que tienen cuando pasan electrones por su interior. ¡Se pierden cantidades ingentes de energía cada día en el mundo por culpa de los cables!

Una de las soluciones a este problema podría estar en el dominio de la superconductividad. Un descubrimiento físico de hace poco más de 90 años que establece que hay algunos materiales que sometidos a temperaturas muy bajas pueden conducir electricidad ofreciendo una resistencia cercana a cero. Pero resulta que se necesita más energía para enfríar los materiales superconductores que la energía que nos ahorraríamos, por eso los científicos se esfuerzan en buscar estados de superconducción a temperaturas más altas algo que si se lograse a temperatura ambiente cambiaría totalmente el mundo que conocemos. La explicación de los fenómenos superconductores se puede encontrar usando la física cuántica.

Una propiedad muy interesante de los superconductores es que al igual que tranportan electricidad a la perfección también pueden “transportar magnetismo” a la perfección puediéndose crear los llamados imanes superconductores que ya tienen muchas aplicaciones en la actualidad aun necesitando mucha energía para ser alimentados. Con estos imanes superconductores se pueden crear fenómenos curiosos tales como la levitación.

Levitación
Levitación gracias a la superconductividad.

Video que muestra como se pierde el efecto superconductor cuando se calienta el material por estar a temperatura ambiente.

Levitación
Tren levitando con la bola del mundo al fondo.

Tren que se mueve gracias a imanes superconductores que lleva en su interior.

Actualmente hay varias líneas de trenes experimentales en el mundo que utilizan imanes superconductores para moverse, los países más activos en esta ciencia son China, Alemania y Japón. Otro campo en el que se usan tecnologías superconductoras es en el de los aceleradores de partículas, por ejemplo en el LHC se usarán más de veinte kilómetros de este tipo de imanes. Para conseguir que estos imanes funcionen hay que mantenerlos a temperaturas muy bajas, un buen método para conseguirlo es usando hidrógeno o nitrógeno líquido, con el que estuve experimentando en el laboratorio de antimateria del CERN.

Vídeos e imagenes tomadas en el Museo de la emergencia tecnológica en Odaiba. Este post no pretende ser una explicación rigurosa de la superconductividad, si queréis algo más serio os recomiendo esta o esta web. También creo que ahora mismo hay una exposición sobre la superconductividad en Madrid.


26 thoughts on “Superconductividad”

  1. En una “excursion voluntaria” nos llevaron a la Universidad de Fisica de Barcelona en segundo de bachillerato y nos enseñaro los superconductores y los ¿ferrofluidos? (no se el nombre en castellano). Además también nos dejarón tocar materiales con memoria de forma, como por ejemplo un alambre que lo retorcias y al enfriarlo o calentarlo volvía a su estado.
    La verdad es que la cosa me soprendió mucho, lástima que pensara que sería un royo y no me llevé ni cámara ni nada.
    Supongo que ahora vemos algo casi imposible en la vida cuotidiana pero no creo que tarden mucho en llegar o almenos eso deseo yo.
    Thnx por recordarme esa excursión Héctor.

  2. Para eso existen las líneas de alta tensión. Para disminuir las perdidas.

    Cuando llegan a las ciudades, bajan la tensión. Aunque aquí hayan perdidas, prima la seguridad. ¿Que pasaría si enchufas la tele a un enchufe de 400.000 voltios? Mejor no saberlo.

    Hay gente que cree que puedes importar electricidad desde el otro lado del mundo. Gran error. Tantos kilómetros de cable producen pérdidas enormes. No vale eso de “pongamos 10.000 centrales nucleares en un rincon del mundo y que nos abastezcan”. Eso sería imposible.

    Bicholoco

  3. Me gustaría saber cuando veremos ese tipo de tecnología.

    Nunca me han gustado las exposiciones porque “cuando nosotros queremos ir, ellos ya han ido, han venido y ya están yendo de nuevo”.

  4. MMMmmm, “se pierden cantidades ingentes de electricidad”, pues mira, no, no es para tanto. Se pierde como mucho, entre el transporte a través de las líneas de alta tensión desde la planta de generación hasta los puntos de consumo, pasando de la alta tensión, a la media, con su correspondiente transformador(que los pobres ya tienen 100 años, y estos si que han sido un importante descubrimiento en comparación a la superconductividad, pero ya se sabe, mola más poder ir en tren “levitando” que investigar de verdad si se pierde o no energía en el transporte ;)) y pasando nuevamente a la B.T. con su correspondiente trafo, que se suponen que son ideales pero no es asin, un total de la “INGENTE” cantidad de un 10%. A mi me parece una autentica minucia, para la cantidad de distancia que puede recorrer, en un país como España. Esa es la perdida total en la REE que se da como consecuencia de usar el Aluminio y el cobre. Ahora, si algunos siguen creyendo que ese 10% es “ingente”, pues que piensen en lo ingente que puede ser sustituirlas por metales superconductores como el ORO.

  5. #6, lo de ingeniero lo pondras de coña, porque tus explicaciones son la risa.
    Lo primero, que el 10% de un huevo, es un porrón (toma explicación científica). Se supone que ese porcentaje aumenta con la distancia (no es siempre 10%), que es lo que se explica en el post, que no puedes llevar lineas de tensión desde rusia hasta madrid. Está claro que si llevas una linea desde albacete a ciudad real pues se perderá poco.

  6. Otra tecnologia que se está investigando bastante es la de los nanotubos de carbono, ya que estos conducen la energía bastante mejor que el oro (con lo que se supone que pierdes mucha menos).

    Lo malo es que de momento ni siquiera han conseguido crear un cable de un metro. Creo que la NASA anda bastante metida en ese tema, porque utilizando ese tipo de cableado en una nave espacial se puede llegar más lejos (se aprovecha mas la energía que lleva, ademas de que los nanotubos son mucho menos pesados que el aluminio y el cobre, con lo cual necesita menos energía para impulsarse).

    Otra cosa curiosa y más mundana que lei sobre eso es que podrían utilizarse en la fabricación de monitores planos. La cosa sería que en lugar de un tubo catodico barriendo la pantalla habría un micro cañon de electrones detrás de cada pixel.

    ¿Os imaginais hacer un traje utilizando nanotubos, y cada uno de ellos actuando como proyector y como receptor de video? Camuflage a lo Ghost in the Shell… en fin, sigo soñando.

    Un saludo

  7. #8 lo de los monitores existe, se llaman SED (Surface-conduction Electron-emitter Display) y se empezará a comercializar masivamente a partir de primavera de este año. Lo han desarrollado Canon y Toshiba y viene a ser lo que el FED no logró en su día. Por cierto, los monitores SED serán bastantes más largos que el habitual panel TFT. Si quieres un panel extra fino tienes los OLED.

  8. Para las líneas de transporte de MAT (230 kV o más) de larga distancia (por ejemplo cruzando el Canal de la Mancha o el Mediterráneo) se suele emplear corriente continua que disminuye las pérdidas por efecto Skin y por lo tanto el calentamiento del conductor. Creo que quieren tirar una línea así hasta las baleares.

  9. hola , soy estudiante de ingeñeria industrial , el video me parece impresionante.

    La pena es que España no le dedique mas dinero a desarollo y investigacion , esto es un error que estamos cometiendo y que lo pagaremos en un futuro no muy lejano.

    Tengo entendido que,
    El tren por levitacion , el material que lleva es superconductores a temperaturas muy bajas “nitrogeno liquido que en cantidades industriales economicamente es tan barato como por ej. el agua” y aplicando un campo magnetico a una distancia X , el superconductor tiene como memoria , memoria magnetica , siempre tendra una distancia aproximada a la aplicada incialmente . El tren a estacionarse en la via tendra una separacion entre vias a la aplicada inicialmente . El tren por una separacion de las vias no trenda un rozamiento teoricamente , esto supone un desgaste minimo .

    La velocidad de desplazamiento por los imanes sera una velocidad constante pero si le aplicamos una tension externa al tren se puede augmentar la velocidad y disminuir , a si convenga .

    Creo que la superconductividad es el futuro que esta aqui mismo. El futuro esta en la domo robotica quien controle este mercado….no quiero ni pensarlo.

    Solo es una opinion, respeto al tren de levitacion me gustaria que me contesteis a mi correo “estokeh@hotmail.com” si teneis alguna opinion al respecto o algo que no estais de acuerdo, gracias .

    El saver no ocupa lugar.

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  11. Al “ingenierominardi” ese decirle que no solo no es ingeniero, sino que es un analfabeto integral.

    Para empezar lo de decir “asin” sólo se ve en algun concursante de Gran Hermano (y pocos)

    Un 10% no es una “cantidad ingente” ni deja de serlo. Depende de cuanto sea el 100%. Desde luego, si tuviera remota idea de electricidad sabría que esa cantidad depende de la distancia, de la temperatura, del consumo (amperaje) etc, etc..de muchos factores.

    Y la mayor burrada de todas, EL ORO NO ES SUPERCONDUCTOR, es un buen conductor, pero no es lo que se llama superconductor.

    Como ve “ingenierominardi ” y para que me entienda, las cosas no son “asín”

  12. El tema de los superconductores aun esta en panales, desde luego la NASA es la q ira desarrollandolo, sin embargo la cantidad de energia q se pierde es realmente significante. El video me parecio fabuloso y de hecho espero utilizarlo en una charla q me toca dar.
    Desde Panama saludos al mundo..
    ps. el oro es un conductor no super conductor, superconductores son el mercurio, aluminio,zinc, titanio entre otros.

  13. Cuando estaba en bachiller, fui con mi clase a una exposicion-conferencia de superconductivid. Tmb a la facultad de fisica de la Univ. de Barcelona, aqui nos mostraron algunos experimentos con nitrogeno liq, etc.
    Yo, sin querer, toqué con el índice un material superconductor a no sé tantos grados bajo cero….una ampolla….dolor….y ahora si se mira bine mi índice, se ve q hay un peq hoyo….

  14. Ingeniero minardi el oro no es un material superconductor, es un conductor peor que el cobre, el mejor conductor del calor y por tanto de la electricidad es la plata. La perdida depende de la distancia, del tipo de material o de su resistividad específica y del espesor del mismo cable del cual depende la cantidad de coulombs por seg que puede transportar es decir amperios. Se pueden diseñar cables sin mucha perdida con altos voltajes y cables gruesos pero siempre la habra. Si se usan superconductores solo habra pérdida cuando la corriente pase del cable superconductor a uno conductor para introducirla a las casas.

  15. flos que mas están investigando son los chinos, japoneses, estadounidenses y alemanes, los mismos de siempre.

    el tren Maglev japones es caro de construir porque basicamente el motor está en la vía, Las bobinas superconductoras usan la ley de lenz en la que son inducidas por los electroimanes de la vía dando origen a que aparezcan corrientes de espejo o de focault como la inercia mecanica en la tercera ley de newton. El tren debe usar ruedas en un principio pero cuando alcanza cierta velocidad ya puede sostenerse por sí mismo y guarda las ruedas cual avion. Usa superconductores del tipo I de niobio titanio ya que toleran fuertes campos magnéticos y no se deterioran como los de alta temperatura. Sin embargo deben enfriarse con helio líquido y no basta el nitrógeno líquido el cual solo enfría hasta -195,8°C que no es suficiente. El Helio baja la temperatura hasta -269°C casi llegando al cero absoluto. Aunque se necesita perfeccionar y abaratar costos la tecnología puede ser viable en unas cuantas aplicaciones pero lo que rige son los costos. Aún así esta tecnología tiene mucho potencial, técnicamente es posible fabricar un MAglev que transporte pasajeros 8Km en solo 40 segundos, si es casi como una teletransportación, pero sería espectacular y una gran atracción turística mundial que atraería mucha inversión y atencion, por tanto clientes.. La gente estaría sujetada fuertemente ya que acelerarían a razón de tres veces la aceleración de la gravedad o 105Kms/h cada segundo hasta que en solo 5,7 seg llegarían a los 600km/h de velocidad crucero, permaneciendo en esa velocidad por 28 segundos, los asientos girarían para absorber la deseleración siguiente que duraría 5,7 segundos tambien de 600km/h a 0. para recorrer 8Kms de distancia en 39,8 segundos, un paseo vertiginosos pero rápido y atractivo. Solo con un sistema maglev se podría lograr estos números ya que no hay resistencia y lo que es mejor aún no existe desgaste de componentes ni partes móviles así que la disponibilidad de la máquina sería de casi un 99%, sin inconsistencias y seguridad casi total.

  16. es una porkeria lo k thu dices marika ptho eres gay io lo se al igual k thodos los demas maricas bola de maricones

  17. El rozamiento cero se consigue conduciendo los trenes por túneles al vacío, ya que después de evitar el problema del rozamiento sobre railes habría que evitar el rozamiento del aire, no?

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