Superconductores, para evitar que la energía se pierda

El cuidado de la energía también implica el evitar que ésta se pierda.

“Cuando se pierde energía en una bombilla –al calentarse- en realidad no pasa nada, pero cuando se lleva electricidad de la Ciudad de México a Querétaro y los cables que la transportan se van calentando, ahí se pierde una gran cantidad energía, por eso es necesario trabajar en nuevos materiales en los que no se pierda esa energía en calor”, apunta el investigador español Miguel Ángel Alario y Franco en el Departamento de Química Inorgánica de la Universidad Complutense de Madrid (UCM).

Esta es una de las necesidades que hace que la búsqueda de materiales superconductores sea un área de interés para muchos grupos de científicos en el mundo, uno de ellos el encabezado quien fue el ganador del Premio México de Ciencia y Tecnología 2009 -un reconocimiento de la Presidencia de la República que se concede anualmente en el ámbito iberoamericano a una persona de reconocido prestigio profesional que haya contribuido de manera significativa al conocimiento científico universal o al avance tecnológico-.

Alario y Franco sostuvo que el estudio y mejora de los superconductores ayudará a resolver el problema mundial de la pérdida del 10% de energía eléctrica que se presenta en el proceso de producción y transportación.

Pionero a nivel mundial en química del estado sólido y desarrollo de nuevos materiales superconductores sintetizados bajo condiciones de altas temperaturas y presiones, Alario y Franco estuvo recientemente en nuestro país, donde gracias a la colaboración internacional que existe, dictó conferencias en la Universidad Nacional Autónoma de México (UNAM) y aprovechó su estancia para realizar experimentos en el Cañón de gas del Instituto de Física, “un aparato complementario al equipo que tenemos en la UCM, con el que se pueden alcanzar presiones del doble de las que se logran en mi laboratorio; el de la UNAM es único en Latinoamérica”.

La química de materiales es entendida como la preparación de nuevos sólidos útiles con alto valor añadido, por ello,  el grupo del científico español trabaja con materiales superconductores de alta temperatura de una familia de los cupratos (contienen cobre y otros elementos químicos; esta familia se descubrió en 1986 por un equipo de investigadores en Suiza), de los cuales ha habido una gran cantidad de investigaciones.

Los cupratos con los que trabaja el investigador son los que más posibilidades parecen ofrecer para alcanzar la propiedad de superconductores a temperatura ambiente. A diferencia de otros materiales superconductores, estos poseen más átomos, y su estructura fundamental es una red de cobre y oxígeno y en ella se produce la conductividad;  es decir,  la corriente eléctrica pasa por ahí.

Alario y Franco ha estudiado y patentado una familia de superconductores no tóxicos – libres de mercurio o talio- con las más altas temperaturas críticas, cercanas a los 120 grados Kelvin, incluyendo uno con temperatura de 117.5 grados Kelvin y que constituye el máximo obtenido en materiales de este tipo. En total, su grupo de investigación ha reportado más de 120 materiales nuevos.

“Seguimos trabajando para entender por qué esos materiales tienen esas propiedades superconductoras que dejan pasar la corriente eléctrica sin resistencia, y cómo conseguir que esa propiedad la mantengan a temperatura ambiente, lo cual no se ha logrado hasta ahora”,  destacó.

Así, el científico principal del grupo de investigación denominado Estado Sólido, explicó que los sólidos tienen una química por ser sólidos y no líquidos o gases: “Por eso nos dedicamos a  preparar sustancias nuevas para analizarlas y encontrar materiales que podamos definir como sólidos útiles con alto valor añadido.

“Todos los países tienen silicio, porque en la arena hay óxido de silicio, pero hacer silicio puro para fabricar transistores es muy difícil y cuando se hace es con un costo económico elevado, es ahí  donde se tiene un gran valor añadido”, ejemplificó.

Esta tarea de buscar materiales no sólo la hacen muchos químicos, también físicos o ingenieros, quienes tratan de encontrar  materiales que sean útiles.

El equipo de Alario y Franco hace tiempo logró tres patentes relacionadas con conductores iónicos, materiales superconductores y pilas de hidrógeno; sin embargo, estos desarrollos no han tenido éxito en el mercado, según reconoció el propio investigador, quien  manifestó estar esperando “que soplen vientos mejores” para su comercialización.

“En el grupo nos interesa –estableció- la comprensión de la materia, el conocimiento, entender por qué pasan las cosas; porque el conocimiento es la base para nosotros, luego, que haya alguna aplicación estaría bien, pero no es el motor principal”.

Añadió que la generación del conocimiento es la base del progreso, “no se pueden desarrollar las sociedades si no se hace un progreso científico con el cual se fabrican televisores o teléfonos portátiles, pero lo primero es descubrir, entender y saber cómo funcionan los materiales y entonces yo creo que el progreso tiene una base fundamental en la ciencia la investigación y en el descubrimiento de cosas nuevas”.

Cooperación internacional

Miguel Ángel Alario y Franco consideró que la colaboración es un factor importante en el ámbito científico, tanto, que a la fecha por su laboratorio han pasado 18 investigadores mexicanos, de los cuales cuatro se doctoraron con él y a principio de 2016 irán dos investigadores más al Departamento de Química Inorgánica de la Universidad Complutense de Madrid.

Sostuvo que las colaboraciones tienen una doble misión. Po un lado sirven para informarse unos a otros de los progresos respectivos y para unir esfuerzos, “porque la ciencia ahora se hace con equipos grandes, con grandes instalaciones, por eso este Cañón de gas es importante, es un sistema fácil de echar a andar y lo interesante es que lo podamos utilizar otros y podamos colaborar”.

En ese mismo sentido, estimó que en el siglo XXI la tendencia es la disgregación en la ciencia para avanzar en conjunto, mejor y más de prisa.

También en entrevista para la AMC, Lauro Bucio, del Instituto de Física, reconoció igualmente que la cooperación científica es fundamental, “entonces cuando tuvimos la visita del doctor Alario y Franco se vio la posibilidad de hacer estudios de altas presiones y temperaturas por medio del impacto de proyectiles en el Cañón de Gas del Laboratorio de Altas Presiones, instrumento que aunque es muy conocido entre la comunidad de UNAM que lo usa, este tipo de visitas sirven para plantear nuevos retos”.

Comentó que el hecho de tener que implementar experimentos en el cañón significa desarrollar y tener un gran ingenio para el diseño y planeación de procedimientos sobre la preparación y colocación de las muestras de diversos materiales. “Hay oportunidades para hacer muchos estudios de muy diverso tipo que están involucrados con el cañón mismo, por eso nos da mucha satisfacción la colaboración”, dijo Bucio.