Lo digital está aquí para quedarse, eso está claro, pero ¿cuál será su futuro? De todos los avances tecnológicos que nos esperan, hay uno que revolucionará toda la industria. Porque si es digital tiene circuitos y, si tiene circuitos depende de los materiales conductores. Sustancias capaces de conducir la electricidad pero que, por desgracia, no son perfectos, siempre presentan algo de resistencia al paso de la corriente, una resistencia que disipa parte de la electricidad en forma de calor, afectando a la temperatura del circuito y reduciendo su eficiencia. Unos defectos que han superado los superconductores: materiales que no ejercen ninguna resistencia al paso de la corriente y que lo cambiarán todo.

Ellos son los protagonistas de esta noticia, porque varias universidades han colaborado en la creación de los cables superconductores más eficientes del mundo. La investigación ha sido publicada en la revista Nature Communications y, en ella, han participado también las Universidades de McMaster y de Salerno, lideradas por la Universidad de Buffalo y con el apoyo de La Oficina de Investigación Naval. Sus esfuerzos, sumados, han hecho posible un importante paso en la industria de los materiales superconductores. Porque, aunque ya existen sustancias que pueden conducir electricidad sin oponer resistencia al paso de la corriente, hay dos motivos por los que no podemos aprovecharlas: la temperatura y la escalabilidad.

“Altas temperaturas”… no tan altas

La noticia completa, en realidad, hace referencia a una propiedad muy interesante de este superconductor recién diseñado por la Universidad de Buffalo: que funciona a altas temperaturas. De hecho, este tipo de sustancias se abrevian como HTS, del inglés “superconductor a temperatura ambiente” (high temperature superconductor). Y es que, por lo general, los superconductores que conocíamos y podíamos fabricar hace unos años funcionaban a temperaturas realmente bajas, cercanas al cero absoluto, esto es: casi a -273ºC. Y, aunque podemos alcanzar esas temperaturas aquí, en la Tierra, es muy costoso, y no es lo mismo refrigerar un pequeño imán que todo un cableado que bien podría recorrer kilómetros en algunas infraestructuras.

Por eso, el santo grial de los superconductores es encontrar alguno fácil de producir y que funcione a temperatura ambiente. Pero, si ya tenemos superconductores que funcionan a altas temperaturas (HTS) ¿cómo es que no tenemos uno que funcione a temperatura ambiente? Pues bien..., la respuesta es sencilla. Cuando hablamos de altas temperaturas no nos referimos a un horno, ni siquiera a un día caluroso, hablamos de temperaturas superiores a las que solíamos emplear en los superconductores clásicos. Por ejemplo, en el caso del superconductor de la Universidad de Buffalo, a pesar de ser un HTS, funciona a temperaturas que van de los -196ºC a los -263ºC. Eso está muy lejos de ser “temperatura ambiente”, pero es un paso muy importante en el que nos alejamos de ese cero absoluto tan difícil de conseguir a gran escala. Y, hablando de escala.

La escalabilidad

El segundo aspecto más importante de los superconductores de última generación es que se proponen ser escalables: que sus componentes y la forma en que se producen sea compatible con una producción industrial. Si sus componentes son demasiado caros o escasos, o si la producción requiere todo tipo de pasos complejos que no podemos controlar en grandes cantidades, no será escalable. Y esa es la otra ventaja de los nuevos cables diseñados. Están recubiertos por una capa de superconductor 10 veces más delgada que la mayoría de los cables de HTS que hay en el mercado y, sin embargo, son capaces de transportar la misma corriente.

Eso los convierte en cables de altísimo rendimiento que, además, podemos fabricar por kilómetros. De hecho, ostentan el récord en eficiencia de entre todos los cables HTS diseñados hasta la fecha. Por otro lado, sus constituyentes son óxido de bario, cobre y tierras raras, por lo que habrá que ver si la creciente demanda de estas últimas convierte a estos cables en un material prohibitivo. Ahora bien… ¿Todo esto en qué nos beneficia?

Una infinidad de aplicaciones

En un mundo digital como este, todo consume electricidad y, si logramos usarla de forma más eficiente, que no se pierda en forma de calor, sino que viaje sin pérdidas, estaremos reduciendo nuestras necesidades energéticas y, por lo tanto, necesitaremos producir menos energía, reduciendo nuestra dependencia de los recursos fósiles y contaminando menos. De hecho, si los circuitos no se recalientan funcionan de manera más eficiente, son más rápidos, lo cual mejorará su funcionalidad y, una vez más, contribuirá al ahorro energético.

Y, si queremos algunos ejemplos específicos, podemos nombrar la fusión nuclear comercial, una fuente inagotable de energía limpia que, aunque todavía queda muy lejos técnicamente, requerirá de este tipo de materiales. Esta línea de investigación podría facilitar el diseño de barcos y aviones totalmente eléctricos, imanes de alta intensidad para investigaciones física e incluso una nueva generación de máquinas de resonancia magnética. Y es que los HTS son el futuro de lo electrónico y, por lo tanto, el futuro de todo.

QUE NO TE LA CUELEN:

• Actualmente ya se fabrican cables kilométricos de HTS, por lo que estos no son los primeros. Por otor lado, tampoco son perfectos y están lejos de funcionar correctamente a temperatura ambiente, por lo que tampoco son los definitivos. Estamos ante un paso intermedio, importante pero parcial que, eso sí, supera a todos sus predecesores.

REFERENCIAS (MLA):

• "Significantly enhanced critical current density and pinning force in nanostructured, (RE)BCO-based, coated conductor" Nature Communications