Superconductividad

Introducción a la superconductividad eléctrica
La Superconductividad Frente al paso de una corriente electrica, los
metales ofrecen una cierta resistencia: parte de la electricidad se
transforma en calor y ello permite innumerables aplicaciones, como la
plancha,la tostadora o elcalefactor electrico. Pero, en otros usos de
la electricidad, sobre todoen su transmision a traves de cables, no
resulta economico que aquella sepierda en forma de calor. En el a#o
1911 el fisico holandes Heike
Kamerlingh Onnes descubrioque ciertos metales conducen la electricidad
sin resistencia siempre ycuando se los haga "tiritar" cerca de la
temperatura mas baja posible, unos 273 grados centigrados bajo cero.
Dado que conseguir temperaturas tan bajas resulta muy costoso, elgran
objetivo de la ciencia es encontrar materiales superconductores
queoperen a temperaturas mas altas. Por ello, en el a#o 1986 se
produjo un"boom" cuando los fisicos K. A. Muller y J. G. Bednorz
encontraron queun material ceramico podia ser superconductor a una
temperatura un poco masalta, unos 240 grados centigrados bajo cero.
Desde entonces se han descubierto un gran numero de compuestos que
presentan superconductividad si se los enfria solo con aire liquido,
lo que permitira aplicaciones tecnologicas prometedoras.
¿Que se hace en superconductividad en Exactas?
Trabajando en un laboratorio de superconductividad
En el laboratorio se trabaja intensamente. Las diez o doce horas que
duran las muy bajas temperaturas alcanzadas con el helio liquido deben
ser aprovechadas al maximo. Ademas, previamente, se requieren unas
ocho horas de preparativos.
Por ello es comun que alguno de los investigadores pase la noche en el
laboratorio para dejar todo listo y asi poder comenzar temprano al dia
siguiente. Alli, las muestras de materiales superconductores,
fabricadas porla Division de Fisica del Solido de la Comision Nacional
de EnergiaAtomica, -con la que hay una estrecha colaboracion
cientifica-
sonsometidas a diferentes mediciones, a muy bajas temperaturas (por
debajo de los 230 grados bajo cero). "Una de las tres lineas de
investigacion que tenemos actualmente consiste en sacar o incorporar
oxigeno en las muestras, sometiendolas a muy altas temperaturas, para
ver que cambios se producen en la superconductividad", explica
Bekeris.
Otra de las investigaciones se basa en hacer pasar corrientes
electricas desparejas a traves de una muestra, de modo que, en una
parte,la corriente sea intensa, y en otra, debil. "Al medir la se#al
endistintos puntos de la muestra, observamos que la corriente se
organizadentro de ella", indica la investigadora, y aclara: "Lo que se
mide en unlugar
no depende de la corriente que pasa por alli, sino de su
distribucionpor toda la muestra". Este es un experimento original del
laboratorio y, segun Bekeris, puede tener aplicaciones interesantes ya
que en los dispositivos que se fabriquen con estos materiales se van a
producir estos fenomenos de corrientes desparejas, y es necesario
saber que
pasa en esas circunstancias. En el laboratorio se estudia tambien el
tiempo que un material permanece magnetizado luego de ser sometido a
un campo magnetico. El flujo magnetico suele quedar atrapado en los
defectos del material y se va liberando de a poco. Para saber, con
precision de microsegundos, cuanto tiempo le lleva liberarse, los
investigadores someten a la muestra a unpulso muy corto de calor, con
equipos de laser que proveen los fisicos
Oscar Martinez y Mario Marconi. Este pulso de laser se aplica unos
diez microsegundos despues de haber apagado el campo magnetico. Al
hacer las mediciones se puede saber cuanto flujo magnetico habia, y
cuanto se escapo,en ese lapso tan corto. Las peliculas delgadas de
material superconductor para realizarestos experimentos son provistas
por
el Centro Atomico Bariloche. Para que sirve conocer cuanto tiempo
queda atrapado el magnetismo? "Primero, esta es una pregunta basica,
es decir que, conocer esa dinamica es conocer mas profundamente el
comportamiento de esto superconductores. En cuanto a la posible
relacion con aplicaciones, la famosa idea de levitacion magnetica se
vincula,
precisamente, con el anclaje del campo magnetico", se # a la Bekeris.
La investigadora explica que, para que un material genere unafuerza
repulsiva lo suficientemente intensa como para levantar su propiopeso,
se necesitaria una magnetizacion muy alta, y esta puede
lograrsemediante materiales que posean un gran anclaje de flujo
magnetico. "Lo que estudiamos es cuanto tiempo dura el anclaje. Si
este sedegrada rapidamente, no sirve", enfatiza la investigadora. Son
las diez de la ma#ana, las maquinas licuefactoras se calmaron yahora
comienza el verdadero trabajo, preciso y minucioso, para desentra#ar
los enigmas de la superconductividad, y este es el camino obligado
paraalcanzar los tan ansiados superconductores "calientes".
Fabricación por medio de reacciones en estado sólido de cerámicas
superconductoras
Los materiales con características de superconductividad, presentan
muy buenas expectativas respecto a su utilización en áreas donde los
materiales tradicionales han encontrado sus límites. Durante 1995 se
desarrolló un proyecto titulado "Conformado por Extrusión de
Materiales Superconductores", donde se precisó cuantitativamente la
dependencia de la estructura de la solución sólida
Nd[1+x]Ba[2-x]Cu3O[7+d] y Bi2Sr[2+x]Ca[1+x]Cu2On para diferentes
contenidos de oxigeno 1<=d<=0 y para algunos x selectos (0<=x<=0.5).
Las propiedades eléctricas y estructurales de estos compuestos,
dependen fuertemente de la cantidad de oxígeno que contienen; muestras
muy desoxigenadas, presentan más de una fase cristalina.
Luego de la obtención de los polvos con las características
requeridas, se procedió a la manufacturación de elementos para
comprobar sus propiedades de superconductividad.
El método de conformado fue la extrusión en matrices de acero,
considerando los parámetros reológicos para la preparación adecuada de
la mezcla y los de trabajo que permiten la obtención de cuerpos
cerámicos manipulables, así como las condiciones de sinterización del
cuerpo cerámico.
Desarrollo y fabricación de piezas a base de carburo de silicio:
materiales permeables, materiales compuestos, materiales tixotrópicos.
Los avances logrados en las operaciones minero-metalúrgicas, han
generado una demanda de materiales con propiedades únicas que soporten
las severas condiciones de trabajo impuestas por las exigencias de
mayor productividad en dichas faenas.
Los materiales compuestos , cerámicos de matriz metálica, son los que
satisfacen estos nuevos requerimientos de productividad y menores
costos específicos de operación. El objetivo en este desarrollo fue la
producción de cermets de carburo de silicio infiltrado con aleaciones
de cobre. El problema esencial que se debió resolver, fue la
compatibilidad
de la fase cerámica con el metal o su aleación de tal forma que la
infiltración ocurra ocupando debidamente los poros contenidos en la
microestructura cerámica, sin que ocurra una reacción y, sin embargo,
se logre una apropiada adhesión cerámica-metal. La configuración de la
porosidad.
Publicado por Jhon Ender Duque Valderrama en 17:13