Revolución eléctrica
28 de octubre de 2014
Durante nuestra visita al Instituto de Tecnología de Karlsruhe (KIT), el doctor en ingeniería y físico Mathias Noe trabaja frente a un montaje experimental: las tiras superconductoras en el montaje son como una manguera con el núcleo trenzado. Llegan hasta al final del cuarto donde están conectadas a una fuente de energía. Si el físico quiere poner el dispositivo en funcionamiento, debe primero utilizar una caja de aislamiento –parecido a una sobredimensionada caja de pizza hecha de polietileno– llena de nitrógeno líquido. Las tiras superconductoras alcanzan sus cualidades superconductoras sólo cuando están congeladas. Y con -196 grados centígrados, el nitrógeno alcanza la temperatura necesaria.
Mathias Noe toma una de las tiras superconductoras: “a diferencia con otro tipo de conductores esta tira tiene una mayor densidad de corriente eléctrica. En comparación con un cable regular de cobre, la tira superconductora puede transportar en la misma sección transversal hasta 100 veces más energía”. Las tiras conductoras están hechas de material cerámico que tiene las propiedades superconductoras: el bismuto estroncio óxido de cobre de calcio.
El superconductor parece estar hecho de metal, pero lo que se ve metálico es tan sólo la envoltura y el material de soporte, hechos de plata y acero inoxidable. Esta parte exterior garantiza que el frágil superconductor pueda ser un cable doblegable y flexible, lo que hace posible su uso industrial.
El superconductor en Essen
En abril de 2014 la ciudad de Essen instaló un kilómetro de tendido eléctrico con estas tiras superconductoras. Como en el montaje experimental en el KIT, los cables comerciales son un resultado del entretejido de las delgadas tiras.
Para que el cableado no se caliente se introduce nitrógeno, el cual permanece aislado entre dos capas, que tienen dos centímetros de distancia la una de la otra. Esta tecnología permite que durante un largo tiempo la refrigeración se mantenga, dice Kosta Schinarakis, promotor del KIT.
El superconductor es comercialmente rentable, pero no por que su construcción sea más económica: su construcción cuesta más del doble que el de cables convencionales. La ventaja de los superconductores reside en la posibilidad de diseñar la red de manera más elegante. “Se puede replantear las redes existentes, reduciendo las estaciones transformadoras en las ciudades”, dice Noe. “Y con esto se obtendrán ganancias”, agrega.
¿Se avecinan ductos superconductores?
El profesor Noe cree que en un futuro más energía será transportada por superconductores. Pero existe un problema: en largas distancias se necesitaría de refrigeración cada cinco kilómetros. Una solución podría estar en utilizar ductos de hidrógeno líquido: con -252 grados centígrados es más frio que el nitrógeno mismo.
Transformadores, generadores y motores más pequeños
Los superconductores permiten construir de manera más eficiente: los transformadores, por ejemplo, tienen una bobina para alta tensión eléctrica y baja tensión eléctrica. Del lado de baja tensión fluyen siempre corrientes elevadas. Si en esta sección se utiliza superconductores en vez de cables de cobre, se pueden construir transformadores con la misma transmisión de potencia pero de menor tamaño.
Lo generadores también pueden construirse con más eficiencia: el peso de los generadores para las centrales eólicas se podría reducir a la mitad. Con esto, las torres serían más ligeras, con lo que los fundamentos serían más pequeños y el rendimiento eléctrico mayor.
Los superconductores podrían revolucionar igualmente la construcción de motores, al hacerlos más pequeños y eficientes. Esto podría llevar, junto a otras innovaciones tecnológicas, a la construcción de un avión que vuele con electricidad. Y tal vez no se esté tan lejos: la compañía Airbus ya tiene un prototipo de un avión eléctrico.