Diálogo Iberoamericano 2

SUPERCONDUCTORES, PERSPECTIVAS PARA EL AHORRO ENERGÉTICO

La Universidad Autonóma de Méjico (UNAM) desarrolla investigaciones avanzadas para la obtención de nuevas películas delgadas de cerámicas superconductoras. Colabora en este proyecto junto a instituciones de Colombia (Universidad del Valle), Italia y Alemania.
Inform. y Comunicación. UNAM. / Las películas cerámicas superconductoras, desarrolladas en la década de los años 80, constituyen, sin duda, uno de los avances más importantes en la ciencia de los materiales, al tener posibles aplicaciones que van desde la medición de campos magnéticos diminutos, como los producidos por la actividad del cerebro humano, bastó la construcción de trenes levitados magnéticamente.
En el Instituto de Investigaciones en Materiales (IIM) de la UNAM, el Dr. Jesús Heiras trabaja con un grupo de investigadores en un proyecto sobre este área, en coordinación con las universidades del Valle, en Cali, Colombia, y de Estudios de Salerno, Italia, así como con el Centro de Investigaciones de Jülich, de la República Federal de Alemania.
¿Pero qué es una película delgada de cerámicas superconductoras? Se trata de películas fabricadas con base en diversos materiales, entre los que destacan el itrio y el bario, cuyo espesor puede oscilar de una a varias décimas de micra. Estos materiales por debajo de ciertas temperaturas no presentan resistencia a la conducción de la corriente eléctrica, por lo cual no producen calor y no generan pérdida de energía. Además, originan corrientes persistentes capaces de rechazar campos magnéticos en su interior.
La superconductividad fue descubierta en el mercurio por el físico Kamerlingh-Onnes en 1911, pero hasta 1986 se detectó en cerámicas hechas con óxidos de itrio, bario, cobre, talio y mercurio.
La temperatura es determinante, ya que los materiales utilizados antes de 1986 sólo se comportaban como superconductores por debajo de los 23 Kelvin (-25011 C), por arriba de esta temperatura crítica o de transición se registraba pérdida de energía. Se mantenían fríos con técnicas sofisticadas que empleaban helio o hidrógeno líquidos, aunque el procedimiento resultaba peligroso en el caso de éste último elemento debido a su alta explosividad. En cambio, las cerámicas de óxido de itrio y bario alcanzan su temperatura crítica a los 90 Kelvin (-183' C) mientras otros materiales provenientes del talio y el mercurio pueden mantenerse como superconductores hasta los 130 Kelvin (-143§ C) mediante el uso del nitrógeno líquido para su enfriamiento.
Los transformadores de energía eléctrica superconductores, que estarían exentos de pérdidas, así como otro tipo de máquinas sin resistencia, proporcionan perspectivas alentadoras, explica el Dr. Heiras. Los superconductores tienen algunas aplicaciones militares y científicas. Son utilizados, por ejemplo, en los equipos médicos por resonancia magnética que permiten ver en una pantalla tejidos blandos, como el cerebro y otros órganos.

-DESARROLLO DE PELICULAS DELGADAS
El trabajo que realiza el grupo bajo la dirección del Dr. Heiras, busca desarrollar técnicas para fabricar películas delgadas de cerámicas superconductoras que puedan ser empleadas en aparatos electrónicos; por ejemplo, para acelerar la memoria de equipos de cómputo o en el desarrollo de pequeños circuitos integrados que requieren de la transmisión rápida de señales y que no se calienten en su desempeño.
Se contempla, por otro lado, el estudio y fabricación de dispositivos de interferencia superconductora llamados SQUID, (Superconductive Quantum Interference Device), con los que se puede medir campos magnéticos tan pequeños como los producidos por la actividad del cerebro humano o detectar problemas cardíacos. Se aprovechan para este fin los resultados obtenidos por el IIM en estudios de tunelaje -estructuras con base en superconductores y aislantes- que son las precursoras en la fabricación de estos dispositivos. En este renglón se colabora, principalmente, con la Universidad de Estudios de Salerno, Italia, y el Centro de Investigaciones de Jlich, de la República Federal de Alemania.
Actualmente, en la Universidad Nacional se producen películas delgadas de muy alta calidad de itrio, bario, calcio y cobre, y se realizan pruebas pata incursionar en el sistema de superconductores cerámicos de bismuto y estroncio.
Desde hace cinco años se coopera con la Universidad del Valle, de Cali, Colombia, institución que cuenta con experiencia en el desarrollo de películas delgadas. En este lapso se han publicado artículos en revistas internacionales y las dos instituciones han promovido visitas recíprocas tanto de investigadores, como de alumnos. "Sin duda, son muy importantes los estudios sobre superconductividad -comenta el investigador-, pero no debemos suponer que ésta va a resolver a corto plazo los problemas tecnológicos y energéticos de nuestra civilización".
El grupo científico del Instituto de Investigaciones en Materiales tiene entre sus fines sustanciales continuaron estudios básicos que permitan explicar la superconductividad, ya que a pesar de sus potenciales aplicaciones en diversos ámbitos productivos, hoy en día el fenómeno continúa siendo desconocido.
"Creo que hemos realizado un trabajo de equipo muy bueno, con recursos relativamente limitados. Por suerte, la materia prima básica que es el cerebro humano, no es exclusiva de las naciones desarrolladas", concluye el Dr. Hieras.
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