Unha tese da UVigo explora os límites dos supercondutores de alta temperatura crítica

O físico Esteban Paredes abordou o deseño experimental dun dispositivo para a medida directa da intensidade das correntes nestes materiais

Esteban Paredes, co dispositivo experimental deseñado no marco da súa tese. Foto: Duvi.
Esteban Paredes, co dispositivo experimental deseñado no marco da súa tese. Foto: Duvi.

Os supercondutores de alta temperatura crítica, explica Esteban Paredes, son materiais con resistencia nula, nos que poden inducirse correntes cuxa intensidade está limitada por un valor crítico que depende das características do material empregado. Na súa tese de doutoramento, este físico investigou “a posibilidade de superar eses valores críticos, facendo uso de sistemas de discos ou aneis coaxiais supercondutores, que manipulados axeitadamente permiten traballar baixo campos magnéticos constantes e alcanzar valores moi elevados para as intensidades de corrente inducidas, superando amplamente as correntes críticas”. No seu traballo, deseñou e puxo a punto un dispositivo “que permite a medida directa desas intensidades, que ata agora debían ser estimadas de forma indirecta, co cal confírmase a posibilidade de superar as limitantes correntes críticas”.

A tese, titulada Estudo de fenómenos indutivos en enfrontamentos coaxiais entre elementos supercondutores de alta temperatura crítica, foi realizada no Laboratorio de Termofísica e Supercondutividade do Centro de Investigación, Transferencia e Innovación da Universidade de Vigo (Departamento de Física Aplicada), ubicado no Parque Tecnolóxico de Ourense. Dirixida por Luis Romaní, catedrático emérito de Física Aplicada, e Gerardo Domarco, profesor xubilado, ambos da Universidade de Vigo, o traballo foi presentado no Edificio Politécnico do campus de Ourense.

“Os materias supercondutores presentan unha resistencia eléctrica nula cando a súa temperatura descende por debaixo de certo valor, denominado temperatura crítica. Esta nula resistencia eléctrica permite inducir correntes moi elevadas que se poden manter durante un tempo ilimitado, xa que non existe ningún tipo de disipación de enerxía por efecto Joule (como acontece nun condutor normal)”, sinala Esteban Paredes. Porén, engade, existe un límite superior para a corrente que se pode inducir nestes materiais, denominada densidade de corrente crítica, que depende das características de cada material.

O autor da tese (esquerda) co tribunal e directores da mesma. Foto: DUVI.
O autor da tese (esquerda) co tribunal e directores da mesma. Foto: DUVI.

Segundo explica o físico, en traballos anteriores (realizados no grupo de investigación no que realizou a súa tese) nos que se analizou a forza exercida entre dous aneis supercondutores de alta temperatura enfrontados coaxialmente, os resultados indicaban que as correntes acadadas superaban a densidade de corrente crítica, indicativo de que ese límite podería ser superado baixo certas condicións. Na tese, sinala o seu autor, “propuxémonos demostrar se ese incremento de corrente tiña lugar, o que nos levou a deseñar e construír un dispositivo que nos permitira determinar de maneira directa o valor da corrente circulante durante o enfrontamento coaxial entre dous aneis supercondutores de alta temperatura crítica”. Este dispositivo experimental, detalla, consta de catro sondas Hall que percorren unha contorna pechada ao redor dunha sección dun dos aneis, o que permite determinar a corrente circulante mediante o teorema de Ampère.

Os resultados obtidos, indica o físico, poñen de manifesto que a densidade de corrente crítica pode verse incrementada significativamente respecto ao valor agardado. Este incremento, sinala, “débese a que durante os enfrontamentos coaxiais o autocampo de cada un dos aneis, definido como a suma vectorial do campo magnético do propio anel e do campo magnético externo asociado ao anel enfrontado, permanece constante. Iso permite o incremento da corrente crítica sen que exista un colapso da fase supercondutora e o seu retorno ao estado normal”.

Unha aplicación que se extrae destes resultados segundo comenta o xa doutor pola Universidade de Vigo, “é a utilización dos enfrontamentos entre supercondutores de alta temperatura crítica como un sistema de almacenamento de enerxía, onde a enerxía mecánica necesaria para aproximar ditos supercondutores é almacenada como enerxía electromagnética, asociada aos incremento de corrente”. Estes dispositivos, engade, “teñen a vantaxe de permitir a restitución practicamente reversible da enerxía, sexa de forma mecánica ou electromagnética, cun ciclo ilimitado de cargas e descargas”. As grandes vantaxes que presentaría un sistema de almacenamento de enerxía destas características é, apunta por último o investigador, “unha nula taxa de autodescarga e unha ciclabilidade teoricamente ilimitada, onde as únicas perdas de enerxía estarían asociadas ao sistema de refrixeración para manter os elementos supercondutores a unha temperatura inferior á súa temperatura crítica”.


Podes ler a noticia do DUVI nesta ligazón.

DEIXAR UNHA RESPOSTA

Please enter your comment!
POLÍTICA DE COMENTARIOS:

GCiencia non publicará comentarios ofensivos, que non sexan respectuosos ou que conteñan expresións discriminatorias, difamatorias ou contrarias á lexislación vixente.

GCiencia no publicará comentarios ofensivos, que no sean respetuosos o que contentan expresiones discriminatorias, difamatorias o contrarias a la ley existente.

Please enter your name here

Este sitio emprega Akismet para reducir o spam. Aprende como se procesan os datos dos teus comentarios.