Enciclopedia histórica
Los materiales superconductores son sustancias únicas que, bajo ciertas condiciones (generalmente a bajas temperaturas), conducen electricidad sin ninguna pérdida, es decir, no tienen resistencia eléctrica. La superconductividad fue descubierta a principios del siglo XX; sin embargo, desde los años 2020, ha comenzado un desarrollo a gran escala de nuevos superconductores, lo que ha reavivado el interés en este fenómeno y sus aplicaciones en sistemas eléctricos.
El descubrimiento de la superconductividad fue realizado en 1911 por el físico holandés Heike Kamerlingh Onnes, quien descubrió que el mercurio pierde resistencia eléctrica a temperaturas inferiores a 4.2 Kelvin. A medida que se estudiaba este fenómeno, se descubrieron varios tipos de superconductores, incluidos los "de baja temperatura" y los "de alta temperatura", que pueden funcionar en condiciones menos extremas. En 1986, se produjo una revolución en el campo de la superconductividad gracias al descubrimiento del superconductor de alta temperatura YBCO (óxido de itrio-bario-cobre), que funciona a temperaturas superiores a 90 K.
Desde el comienzo de los años 2020, la investigación en materiales superconductores ha cobrado nuevo impulso. Los científicos han comenzado a utilizar ampliamente métodos avanzados de modelado basados en aprendizaje automático para crear nuevas combinaciones de elementos, con el fin de obtener características óptimas de superconductividad. El uso de tecnologías criogénicas, así como nuevos métodos de síntesis y procesamiento de materiales, ha dado lugar a superconductores con temperaturas críticas significativamente más altas.
Uno de los logros significativos de los últimos años ha sido la creación de superconductores de hierro que pueden funcionar a temperaturas de hasta 55 K. Sin embargo, fue el descubrimiento de los superconductores "hidruros", como H3S y LaH10, ocurrido en los años 2020, lo que supuso un verdadero avance: algunos de ellos demuestran superconductividad a presión atmosférica o incluso a temperaturas superiores a 250 K. Este descubrimiento abre posibilidades para la aplicación de materiales superconductores en diversas condiciones, reduciendo significativamente los costos de enfriamiento.
Los materiales superconductores encuentran una variedad de aplicaciones en sistemas eléctricos modernos. Una de las áreas más prometedoras es la creación de imanes superconductores, que se utilizan en la resonancia magnética (IRM), así como en instalaciones científicas como el Gran Colisionador de Hadrones. Los cables superconductores pueden reducir significativamente las pérdidas de energía durante la transmisión por líneas eléctricas, lo que hace posible una distribución de electricidad más eficiente a grandes distancias.
Dado que los materiales superconductores aseguran pérdidas de energía nulas, su implementación masiva puede llevar a ventajas económicas y ecológicas significativas. La reducción de pérdidas en la transmisión de electricidad permite disminuir el consumo de recursos utilizados para la generación de energía, así como reducir las emisiones de dióxido de carbono asociadas a la producción de energía. En el futuro, se espera que el uso de tecnologías superconductoras contribuya a sistemas energéticos más sostenibles.
A pesar de las amplias ventajas de los materiales superconductores, el mundo científico enfrenta desafíos considerables. El principal problema sigue siendo el costo de producción y la necesidad de mantener los superconductores a temperaturas críticamente bajas. Sin embargo, el progreso en el campo de la ciencia de materiales y las tecnologías criogénicas, junto con el desarrollo de nuevos métodos de combinación de elementos, crean perspectivas para superar con éxito estas dificultades en las próximas décadas.
Los materiales superconductores continúan desempeñando un papel clave en el desarrollo de sistemas y tecnologías eléctricas. Los descubrimientos realizados en los años 2020 demuestran claramente que el futuro pertenece a los materiales superconductores capaces de superar las limitaciones existentes y cambiar radicalmente el enfoque para crear soluciones energéticas eficientes y sostenibles. Este camino conlleva cambios no solo tecnológicos, sino también económicos y ecológicos, que sin duda influirán en el futuro de la energía en todo el mundo.